ABOUT THE SPEAKER
Hod Lipson - Roboticist
Hod Lipson works at the intersection of engineering and biology, studying robots and the way they "behave" and evolve. His work has exciting implications for design and manufacturing -- and serves as a window to understand our own behavior and evolution.

Why you should listen

To say that Hod Lipson and his team at Cornell build robots is not completely accurate: They may simply set out a pile of virtual robot parts, devise some rules for assembly, and see what the parts build themselves into. They've created robots that decide for themselves how they want to walk; robots that develop a sense of what they look like; even robots that can, through trial and error, construct other robots just like themselves.

Working across disciplines -- physics, computer science, math, biology and several flavors of engineer -- the team studies techniques for self-assembly and evolution that have great implications for fields such as micro-manufacturing -- allowing tiny pieces to assemble themselves at scales heretofore impossible -- and extreme custom manufacturing (in other words, 3-D printers for the home).

His lab's Outreach page is a funhouse of tools and instructions, including the amazing Golem@Home -- a self-assembling virtual robot who lives in your screensaver.

More profile about the speaker
Hod Lipson | Speaker | TED.com
TED2007

Hod Lipson: Building "self-aware" robots

ホッド・リプソン「自己概念を持ったロボット」

Filmed:
1,460,460 views

ホッド・リプソンが、学習し、自己理解が可能で更に再生能力も有する、素晴らしいロボットを披露します。
- Roboticist
Hod Lipson works at the intersection of engineering and biology, studying robots and the way they "behave" and evolve. His work has exciting implications for design and manufacturing -- and serves as a window to understand our own behavior and evolution. Full bio

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

00:25
So, where are the robotsロボット?
0
0
2000
さて ロボットはどこでしょう?
00:27
We've私たちは been told for 40 years already既に that they're coming到来 soonすぐに.
1
2000
3000
ロボットがまもなく現れ仕事を代行してくれると
00:30
Very soonすぐに they'll彼らは be doing everything for us.
2
5000
3000
もう40年間ほど言われてきました
00:33
They'll彼らは be cooking料理, cleaningクリーニング, buying買う things, shoppingショッピング, building建物. But they aren'tない here.
3
8000
5000
料理 掃除 買物 建築 でもどこにも見当たりませんね
00:38
Meanwhileその間, we have illegal違法 immigrants移民 doing all the work,
4
13000
4000
代わりに違法移民が仕事をしていますが
00:42
but we don't have any robotsロボット.
5
17000
2000
ロボットはいません
00:44
So what can we do about that? What can we say?
6
19000
4000
さて どうしましょうか
00:48
So I want to give a little bitビット of a different異なる perspective視点
7
23000
4000
そこで皆さんに今までとちょっと違った
00:52
of how we can perhapsおそらく look at these things in a little bitビット of a different異なる way.
8
27000
6000
ロボットについての観点をお教えしたいと思います
00:58
And this is an x-rayX線 picture画像
9
33000
2000
さて これはX線写真です
01:00
of a realリアル beetle甲虫, and a Swissスイス watch, back from '88. You look at that --
10
35000
5000
本物のカブトムシと1988年スイス製の時計のものです
01:05
what was true真実 then is certainly確かに true真実 today今日.
11
40000
2000
これらは当時からなんら変わっていません
01:07
We can still make the pieces作品. We can make the right pieces作品.
12
42000
3000
私たちは今なお正しい部品を作れますし
01:10
We can make the circuitry回路 of the right computational計算上の powerパワー,
13
45000
3000
コンピュータ動力の電気回路も作れます
01:13
but we can't actually実際に put them together一緒に to make something
14
48000
3000
しかし実はこれらを適応力があり実際に
01:16
that will actually実際に work and be as adaptiveアダプティブ as these systemsシステム.
15
51000
5000
動作する集合体としては組み立てられないのです
01:21
So let's try to look at it from a different異なる perspective視点.
16
56000
2000
そこで異なる観点から見てみましょう
01:23
Let's summon召喚 the bestベスト designerデザイナー, the mother of all designersデザイナー.
17
58000
4000
究極のデザイナーを召喚しましょう
01:27
Let's see what evolution進化 can do for us.
18
62000
3000
進化が私たちにもたらしたものを見てみましょう
01:30
So we threw投げた in -- we created作成した a primordial原始的 soupスープ
19
65000
4000
我々は棒 モーター ニューロンといった
01:34
with lots of pieces作品 of robotsロボット -- with barsバー, with motorsモーター, with neuronsニューロン.
20
69000
4000
ロボットの材料をたくさん原生液に放り込みました
01:38
Put them all together一緒に, and put all this under kind種類 of naturalナチュラル selection選択,
21
73000
4000
これらを混ぜ合わせ 自然淘汰と変異を経たのち
01:42
under mutation突然変異, and rewarded報酬を与えられた things for how well they can move動く forward前進.
22
77000
4000
どれだけ前進できるかによって報酬反応を与えたのです
01:46
A very simple単純 task仕事, and it's interesting面白い to see what kind種類 of things came来た out of that.
23
81000
6000
単純な課題ですが実験の成果を見るのはおもしろいですよ
01:52
So if you look, you can see a lot of different異なる machines機械
24
87000
3000
この実験から生まれた異なる種類の機械を
01:55
come out of this. They all move動く around.
25
90000
2000
ご覧ください みな異なる方法で
01:57
They all crawlクロール in different異なる ways方法, and you can see on the right,
26
92000
4000
このように動き 這っています
02:01
that we actually実際に made a coupleカップル of these things,
27
96000
2000
これらを実際に作ってみました
02:03
and they work in reality現実. These are not very fantastic素晴らしい robotsロボット,
28
98000
3000
素晴らしい見栄えではありませんが
02:06
but they evolved進化した to do exactly正確に what we reward褒賞 them for:
29
101000
4000
前進に対する報酬反応を与えた分だけ
02:10
for moving動く forward前進. So that was all done完了 in simulationシミュレーション,
30
105000
3000
シミュレーション上で 進化しました
02:13
but we can alsoまた、 do that on a realリアル machine機械.
31
108000
2000
実際の機械を動かすことも出来ます
02:15
Here'sここにいる a physical物理的 robotロボット that we actually実際に
32
110000
5000
ここに実際のロボットがありますね
02:20
have a population人口 of brains頭脳,
33
115000
3000
機械上で競い合い 進化する
02:23
competing競合する, or evolving進化する on the machine機械.
34
118000
2000
頭脳部分を持っています
02:25
It's like a rodeoロデオ showショー. They all get a rideライド on the machine機械,
35
120000
3000
ロデオショーみたいでしょう
02:28
and they get rewarded報酬を与えられた for how fast速い or how far遠い
36
123000
3000
機械がどれだけ速く 遠くへ前進できるかにより
02:31
they can make the machine機械 move動く forward前進.
37
126000
2000
報酬が与えられます
02:33
And you can see these robotsロボット are not ready準備完了
38
128000
2000
ご覧のとおり このロボット達は
02:35
to take over the world世界 yetまだ, but
39
130000
3000
仕事を引き継ぐにはまだ未熟ですが
02:38
they gradually徐々に learn学ぶ how to move動く forward前進,
40
133000
2000
次第に前進の仕方を学び
02:40
and they do this autonomously自律的に.
41
135000
3000
自律的に動くようになっています
02:43
So in these two examples, we had basically基本的に
42
138000
4000
さてこの2つの例を使って実際に
02:47
machines機械 that learned学んだ how to walk歩く in simulationシミュレーション,
43
142000
3000
シミュレーションで歩き方を学んだ機械と
02:50
and alsoまた、 machines機械 that learned学んだ how to walk歩く in reality現実.
44
145000
2000
現実に歩き方を学んだ機械を見ましたが
02:52
But I want to showショー you a different異なる approachアプローチ,
45
147000
2000
また別のアプローチをご覧頂きたいと思います
02:54
and this is this robotロボット over here, whichどの has four4つの legs.
46
149000
6000
このロボットは 4本の脚を持ち
03:00
It has eight8 motorsモーター, four4つの on the knees and four4つの on the hipヒップ.
47
155000
2000
膝・腰それぞれに4つのモーターを搭載しています
03:02
It has alsoまた、 two tilt傾ける sensorsセンサ that tell the machine機械
48
157000
3000
更に 2つのティルトセンサーを搭載し
03:05
whichどの way it's tilting傾ける.
49
160000
3000
傾きを調べます
03:08
But this machine機械 doesn't know what it looks外見 like.
50
163000
2000
皆さんには4つの脚が見えますが 機械自身は
03:10
You look at it and you see it has four4つの legs,
51
165000
2000
自分がどんな形なのか解ってません
03:12
the machine機械 doesn't know if it's a snakeヘビ, if it's a tree,
52
167000
2000
自分が蛇なのか木なのか
03:14
it doesn't have any ideaアイディア what it looks外見 like,
53
169000
3000
外見に対する知識は一切ありませんが
03:17
but it's going to try to find that out.
54
172000
2000
自らその特定を試みます
03:19
Initially当初, it does some randomランダム motionモーション,
55
174000
2000
まず 適当に動いてみて
03:21
and then it tries試行する to figure数字 out what it mightかもしれない look like.
56
176000
3000
自らの形を探ろうとします
03:24
And you're seeing見る a lot of things passing通過 throughを通して its minds,
57
179000
2000
いろいろなことを考えているんでしょうね
03:26
a lot of self-models自己モデル that try to explain説明する the relationship関係
58
181000
4000
動作と知覚の関係を説明しようとする
03:30
betweenの間に actuation起動 and sensingセンシング. It then tries試行する to do
59
185000
3000
自己モデリングの試みです 次いで機械は
03:33
a second二番 actionアクション that creates作成する the most最も disagreement不一致
60
188000
4000
第2の動きで予測とこれらの分析の
03:37
among predictions予測 of these alternative代替 modelsモデル,
61
192000
2000
最大の不調和を引き出します
03:39
like a scientist科学者 in a lab研究室. Then it does that
62
194000
2000
実験室の科学者のようですね
03:41
and tries試行する to explain説明する that, and pruneプルーン out its self-models自己モデル.
63
196000
4000
次にこの解釈に基づき 自己モデリングを絞り込みます
03:45
This is the last cycleサイクル, and you can see it's prettyかなり much
64
200000
3000
この最後のサイクルで外見はかなり捉えられます
03:48
figured思った out what its self自己 looks外見 like. And once一度 it has a self-model自己モデル,
65
203000
4000
いったん自己モデリングを確立すると それを
03:52
it can use that to derive派生する a patternパターン of locomotion歩行.
66
207000
4000
運動パターン抽出のために利用します
03:56
So what you're seeing見る here are a coupleカップル of machines機械 --
67
211000
2000
つまりご覧頂いているのは機械であり
03:58
a patternパターン of locomotion歩行.
68
213000
2000
運動パターンなのです
04:00
We were hoping望んでいる that it wasswass going to have a kind種類 of evil悪の, spideryスパイダリー walk歩く,
69
215000
4000
蜘蛛の様に繊細で邪悪な歩き方を期待していましたが
04:04
but instead代わりに it created作成した this prettyかなり lameラメ way of moving動く forward前進.
70
219000
4000
代わりにこのまどろっこしい前進法を生みました
04:08
But when you look at that, you have to remember思い出す
71
223000
3000
ところで思い出してください
04:11
that this machine機械 did not do any physical物理的 trials試行 on how to move動く forward前進,
72
226000
6000
この機械は前進の仕方を試行したことがありません
04:17
norまた did it have a modelモデル of itself自体.
73
232000
2000
自己認識もありませんでした
04:19
It kind種類 of figured思った out what it looks外見 like, and how to move動く forward前進,
74
234000
3000
自らの形と前進法を何とか割り出して
04:22
and then actually実際に tried試した that out.
75
237000
4000
実際にそれを実行したのです
04:26
(Applause拍手)
76
241000
5000
(拍手)
04:31
So, we'll私たちは move動く forward前進 to a different異なる ideaアイディア.
77
246000
4000
それでは また別のアイデアに移りましょう
04:35
So that was what happened起こった when we had a coupleカップル of --
78
250000
5000
ご覧頂いたのは私たちがいくつか…
04:40
that's what happened起こった when you had a coupleカップル of -- OK, OK, OK --
79
255000
4000
何が起こったかというと… OK わかった
04:44
(Laughter笑い)
80
259000
2000
(笑)
04:46
-- they don't like each other. So
81
261000
2000
仲が良くないみたいですね
04:48
there's a different異なる robotロボット.
82
263000
3000
さてここに別のロボットがあります
04:51
That's what happened起こった when the robotsロボット actually実際に
83
266000
2000
先程ロボットの行動に対して報酬反応が
04:53
are rewarded報酬を与えられた for doing something.
84
268000
2000
与えられたらどうなるかを見ました
04:55
What happens起こる if you don't reward褒賞 them for anything, you just throwスロー them in?
85
270000
3000
報酬反応を与えず 原生液に放り込めばどうでしょう
04:58
So we have these cubesキューブ, like the diagram showed示した here.
86
273000
3000
ここに図で示されているような立方体があります
05:01
The cube立方体 can swivelスイベル, or flipフリップ on its side,
87
276000
2000
この立体は面上で回転することができます
05:04
and we just throwスロー 1,000 of these cubesキューブ into a soupスープ --
88
279000
4000
ではこの立方体を1000個 原生液に入れてみましょう
05:08
this is in simulationシミュレーション --and- そして don't reward褒賞 them for anything,
89
283000
2000
報酬反応を無くした シミュレーションです
05:10
we just let them flipフリップ. We pumpポンプ energyエネルギー into this
90
285000
3000
動き回らせておき エネルギーを注入します
05:13
and see what happens起こる in a coupleカップル of mutations突然変異.
91
288000
3000
変異を繰り返した後どうなるでしょう
05:16
So, initially当初 nothing happens起こる, they're just flippingフリッピング around there.
92
291000
3000
最初は何も起きません ただ動き回っているだけです
05:19
But after a very shortショート while, you can see these blue things
93
294000
4000
しかし少し経つと 右側の方で青色のものが
05:23
on the right there beginベギン to take over.
94
298000
2000
増えているのが見えますね
05:25
They beginベギン to self-replicate自己複製. So in absence不在 of any reward褒賞,
95
300000
4000
増殖を始めたのです 外部からの報酬がなければ
05:29
the intrinsic固有の reward褒賞 is self-replication自己複製.
96
304000
3000
内因性刺激として 自己増殖を行います
05:32
And we've私たちは actually実際に built建てられた a coupleカップル of these,
97
307000
1000
実際このようなものを造ってみました
05:33
and this is part of a larger大きい robotロボット made out of these cubesキューブ.
98
308000
4000
立方体から作られた大きなロボットの一部です
05:37
It's an accelerated加速された view見る, where you can see the robotロボット actually実際に
99
312000
3000
早送りですが 実際にロボットが自己増殖を
05:40
carrying運ぶ out some of its replication複製 processプロセス.
100
315000
2000
行っているのがご覧いただけます
05:42
So you're feeding給餌 it with more material材料 -- cubesキューブ in this case場合 --
101
317000
4000
この場合は立方体ですが もっと部品とエネルギーが
05:46
and more energyエネルギー, and it can make another別の robotロボット.
102
321000
3000
あればまた別のロボットを作れます
05:49
So of courseコース, this is a very crude原油 machine機械,
103
324000
3000
もちろん これは大まかなものですが 我々は
05:52
but we're workingワーキング on a micro-scaleマイクロスケール versionバージョン of these,
104
327000
2000
ミクロの世界でも研究を行っています
05:54
and hopefullyうまくいけば the cubesキューブ will be like a powderパウダー that you pour注ぐ in.
105
329000
3000
そしてこの立方体を粒子程にしたいと考えています
05:57
OK, so what can we learn学ぶ? These robotsロボット are of courseコース
106
332000
5000
さてここから何が学べるでしょう これらのロボットは
06:02
not very useful有用 in themselves自分自身, but they mightかもしれない teach教える us something
107
337000
3000
このままではあまり使い物になりませんが より高性能な
06:05
about how we can buildビルドする better robotsロボット,
108
340000
3000
ロボットの作り方 もしくは人間や動物の
06:08
and perhapsおそらく how humans人間, animals動物, create作成する self-models自己モデル and learn学ぶ.
109
343000
5000
自己モデリングの仕方に繋がるかもしれません
06:13
And one of the things that I think is important重要
110
348000
2000
そして大切なことの1つは
06:15
is that we have to get away from this ideaアイディア
111
350000
2000
機械を人間の手で作り出すという
06:17
of designing設計 the machines機械 manually手動で,
112
352000
2000
考えから離れ ロボットを子供のように
06:19
but actually実際に let them evolve進化する and learn学ぶ, like children子供,
113
354000
3000
自由に進化 学習させるということ それが
06:22
and perhapsおそらく that's the way we'll私たちは get there. Thank you.
114
357000
2000
ロボットのある未来に繋がります ありがとうございました
06:24
(Applause拍手)
115
359000
2000
(拍手)
Translated by Takahiro Shimpo
Reviewed by Junko Fundeis

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Hod Lipson - Roboticist
Hod Lipson works at the intersection of engineering and biology, studying robots and the way they "behave" and evolve. His work has exciting implications for design and manufacturing -- and serves as a window to understand our own behavior and evolution.

Why you should listen

To say that Hod Lipson and his team at Cornell build robots is not completely accurate: They may simply set out a pile of virtual robot parts, devise some rules for assembly, and see what the parts build themselves into. They've created robots that decide for themselves how they want to walk; robots that develop a sense of what they look like; even robots that can, through trial and error, construct other robots just like themselves.

Working across disciplines -- physics, computer science, math, biology and several flavors of engineer -- the team studies techniques for self-assembly and evolution that have great implications for fields such as micro-manufacturing -- allowing tiny pieces to assemble themselves at scales heretofore impossible -- and extreme custom manufacturing (in other words, 3-D printers for the home).

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