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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?

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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

Today今日 I'd私は like好きな to showショー you君は
今日は皆さんに
00:15
theその future未来 of theその way方法 we我々 make作る thingsもの.
物づくりの未来をお見せします
00:17
I believe信じる thatそれ soonすぐに our我々の buildings建物 andそして machines機械
私はやがて建物や機械が
00:19
will意志 be〜する self-assembling自己組織化,
自己組織化するようになり 自ら複製や
00:21
replicating複製する andそして repairing修理 themselves自分自身.
修復をするようになると信じています
00:23
Soそう I'm私は going行く to showショー you君は
これから
00:25
what I believe信じる is theその current現在 state状態 of manufacturing製造,
私が信じる 物づくりの現状と
00:27
andそして then次に compare比較する thatそれ to some一部 naturalナチュラル systemsシステム.
それらに対する自然界のシステムを比較します
00:29
Soそう in theその current現在 state状態 of manufacturing製造, we我々 have持ってる skyscrapers超高層ビル ---
物づくりの現状として 高層ビルが例に挙げられます
00:32
two andそして aa halfハーフ years [of assemblyアセンブリ time時間],
建築期間は2年半
00:35
500,000 to aa million百万 parts部品,
部品数は50万から100万個
00:37
fairlyかなり complex複合体,
かなり複雑であり 鋼鉄やコンクリート
00:39
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.
ガラスにおける最新の素晴らしい技術でできています
00:41
We我々 have持ってる excitingエキサイティング machines機械
私たちが持つ宇宙に運ぶ
00:44
thatそれ canできる take取る us米国 into spaceスペース ---
素晴らしい機械は
00:46
five years [of assemblyアセンブリ time時間], 2.5 million百万 parts部品.
製造期間が5年 部品数は250万個です
00:48
Butだけど on theその otherその他 side, ifif you君は look見える at〜で theその naturalナチュラル systemsシステム,
一方で 自然界のシステムに目を向けると
00:51
we我々 have持ってる proteinsタンパク質
200万種類もの
00:54
thatそれ have持ってる two million百万 typesタイプ,
タンパク質が
00:56
canできる fold in 10,000 nanosecondsナノ秒,
1万ナノ秒のうちに折り畳んだり
00:58
orまたは DNADNA with〜と three billion baseベース pairsペア
30億塩基対のDNAが
01:00
we我々 canできる replicate複製する in roughly大まかに an hour時間.
およそ1時間以内に複製が出来たりします
01:02
Soそう there'sそこに allすべて of thisこの complexity複雑
このように自然界のシステムには
01:05
in our我々の naturalナチュラル systemsシステム,
こんなに多くの複雑性が存在していますが
01:07
butだけど they're彼らは extremely極端な efficient効率的な,
これらは極めて効率が良く
01:09
far遠い moreもっと efficient効率的な thanより anything何でも we我々 canできる buildビルドする,
私たちがつくるものよりもはるかに
01:11
far遠い moreもっと complex複合体 thanより anything何でも we我々 canできる buildビルドする.
効率的で複雑なのです
01:13
They're彼らは far遠い moreもっと efficient効率的な in terms条項 of energyエネルギー.
エネルギーの観点からもずっと効率的です
01:15
They彼ら hardlyほとんど everこれまで make作る mistakes間違い.
これらは滅多にミスをしません
01:17
Andそして they彼ら canできる repair修復 themselves自分自身 forために longevity長寿.
そして状態を保つ為に自己修復が可能です
01:20
Soそう there'sそこに something何か superスーパー interesting面白い about naturalナチュラル systemsシステム.
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
01:22
Andそして ifif we我々 canできる translate翻訳する thatそれ
そしてこれらを
01:25
into our我々の built建てられた environment環境,
私たちの構築した環境に取り入れられれば
01:27
then次に there'sそこに some一部 excitingエキサイティング potential潜在的な forために theその way方法 thatそれ we我々 buildビルドする thingsもの.
物づくりに面白い可能性が備わります
01:29
Andそして I think思う theその keyキー to thatそれ is self-assembly自己集合.
そしてその鍵となるのは自己組織化です
01:31
Soそう ifif we我々 want欲しいです to utilize利用する self-assembly自己集合 in our我々の physical物理的 environment環境,
物理環境において自己組織化を活用する場合
01:34
I think思う there'sそこに four4つの keyキー factors要因.
4つの要素があると考えます
01:37
Theその first最初 is thatそれ we我々 need必要 to decodeデコード
1つは 建物や機械などといった
01:39
allすべて of theその complexity複雑 of what we我々 want欲しいです to buildビルドする ---
私たちが作りたいあらゆる複雑なものを
01:41
soそう our我々の buildings建物 andそして machines機械.
復元する必要があります
01:43
Andそして we我々 need必要 to decodeデコード thatそれ into simple単純 sequencesシーケンス ---
そして簡単な配列に復元する必要があります
01:45
basically基本的に theその DNADNA of howどうやって our我々の buildings建物 work作業.
つまり建物がどのように機能するかといったDNAです
01:47
Then次に we我々 need必要 programmableプログラム可能な parts部品
次にそれらの配列を用いて
01:49
thatそれ canできる take取る thatそれ sequenceシーケンス
折り畳んだり 再構成するための
01:51
andそして useつかいます thatそれ to fold upアップ, orまたは reconfigure再構成する.
プログラム可能な部品が必要です
01:53
We我々 need必要 some一部 energyエネルギー that'sそれは going行く to allow許す thatそれ to activate活性化する,
それらを稼働させ 部品をプログラムによって
01:56
allow許す our我々の parts部品 to be〜する ableできる to fold upアップ fromから theその programプログラム.
折り畳めるようにするためのエネルギーが必要です
01:59
Andそして we我々 need必要 some一部 typeタイプ of errorエラー correction補正 redundancy冗長性
そして 一種の冗長なエラー修正機能によって
02:02
to guarantee保証 thatそれ we我々 have持ってる successfully正常に built建てられた what we我々 want欲しいです.
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
02:04
Soそう I'm私は going行く to showショー you君は aa number of projectsプロジェクト
それでは 私と私のMITの同僚たちが
02:07
thatそれ myじぶんの colleagues同僚 andそして I at〜で MITミット are workingワーキング on
この自己組織化した未来を実現するために
02:09
to achieve達成する thisこの self-assembling自己組織化 future未来.
取り組んでいるプロジェクトを紹介します
02:11
Theその first最初 two are theその MacroBotマクロボット andそして DeciBotデシボ.
始めの2つはMacroBotとDeciBotです
02:13
Soそう theseこれら 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 ---
これらは大型の再構成可能ロボットで
02:16
8 ftフィート., 12 ftフィート. long長いです proteinsタンパク質.
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
02:20
They're彼らは embedded埋め込み with〜と mechanical機械的 electrical電気 devicesデバイス, sensorsセンサ.
機械電子機器やセンサーが内蔵されており
02:23
You君は decodeデコード what you君は want欲しいです to fold upアップ into,
実現したい折り畳み方法を
02:26
into aa sequenceシーケンス of anglesアングル ---
角度を表す配列で復元します
02:28
soそう negative 120, negative 120, 0, 0,
マイナス120度 マイナス120度 0度 0度
02:30
120, negative 120 --- something何か like好きな thatそれ;
120度 マイナス120度 といった感じです
02:32
soそう aa sequenceシーケンス of anglesアングル, orまたは turnsターン,
このような角度を表す配列に
02:35
andそして you君は send送信する thatそれ sequenceシーケンス throughを通して theその string文字列.
配線を通してこの配列を送信します
02:37
Each unit単位 takesテイク itsその messageメッセージ --- soそう negative 120 ---
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
02:40
itそれ rotates回転する to thatそれ, checks小切手 ifif itそれ got持っている thereそこ
このように回転し 到達したか確認後
02:43
andそして then次に passesパス itそれ to itsその neighbor隣人.
次のユニットの入力待ちとなります
02:45
Soそう theseこれら are theその brilliantブリリアント scientists科学者,
彼らがこのプロジェクトに参加している
02:48
engineersエンジニア, designersデザイナー thatそれ worked働いた on thisこの projectプロジェクト.
素晴らしい科学者やエンジニア そしてデザイナーです
02:50
Andそして I think思う itそれ really本当に bringsもたらす to light:
私は本当に実現すると考えています
02:52
Is thisこの really本当に scalableスケーラブルな?
これは本当に拡張性があるでしょうか?
02:54
I mean平均, thousands of dollarsドル, lotsロット of manおとこ hours時間
この2.5メートルものロボットの製作に
02:56
made to make作る thisこの eight-foot8フィート robotロボット.
膨大なお金と 手間がかかりました
02:58
Canできる we我々 really本当に scale規模 thisこの upアップ? Canできる we我々 really本当に embed埋め込み roboticsロボット工学 into everyすべて part?
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?
03:01
Theその next one1 questions質問 thatそれ
次のロボットでは それを命題に
03:04
andそして looks外見 at〜で passive受動的 nature自然,
受動的な性質 もしくは
03:06
orまたは passively受動的に trying試す to have持ってる reconfiguration再構成 programmabilityプログラム可能性.
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
03:08
Butだけど itそれ goes行く aa stepステップ furtherさらに,
さらに一歩進んで
03:11
andそして itそれ tries試行する to have持ってる actual実際の computation計算.
実際に演算能力を持たせようとしています
03:13
Itそれ basically基本的に embeds埋め込み theその most最も fundamental基本的な building建物 blockブロック of computing計算,
これにコンピューティングの最も基本的な
03:15
theその digitalデジタル logic論理 gateゲート,
要素であるデジタルロジックゲートを
03:17
directly直接 into yourきみの parts部品.
部品の中に直接組み込んでいます
03:19
Soそう thisこの is aa NANDナンド gateゲート.
これがNANDゲートです
03:21
You君は have持ってる one1 tetrahedron四面体 whichどの is theその gateゲート
コンピューティングを行うゲートである
03:23
that'sそれは going行く to do行う yourきみの computing計算,
四面体が1つあり
03:25
andそして you君は have持ってる two input入力 tetrahedrons四面体.
2つ入力用の四面体があります
03:27
One1 of themそれら is theその input入力 fromから theその userユーザー, asとして you'reあなたは building建物 yourきみの bricksレンガ.
一方が部品を組み立てるユーザーの入力用に使われ
03:29
Theその otherその他 one1 is fromから theその previous brickレンガ thatそれ wasあった placed置いた.
もう一方が前に設置された部品の入力用です
03:32
Andそして then次に itそれ gives与える you君は an output出力 in 3Dd spaceスペース.
そして3次元空間上に出力を行います
03:35
Soそう what thisこの means手段
これが何を意味するかというと
03:38
is thatそれ theその userユーザー canできる start開始 plugging差し込む in what they彼ら want欲しいです theその bricksレンガ to do行う.
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
03:40
Itそれ computes計算する on what itそれ wasあった doingやっている before
これは前に行ったことと
03:43
andそして what you君は said前記 you君は wanted欲しい itそれ to do行う.
ユーザーの指示を演算します
03:45
Andそして now itそれ starts開始する moving動く in three-dimensional三次元 spaceスペース ---
そしてこのように3次元空間を
03:47
soそう upアップ orまたは downダウン.
上下に動き始めます
03:49
Soそう on theその 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ダウン.
左側では 入力[1,1]は 出力0のため 下に向き
03:51
On theその right-hand右手 side,
右側では
03:54
[0,0] input入力 is aa 1 output出力, whichどの goes行く upアップ.
入力[0,0]は 出力1のため 上に向かいます
03:56
Andそして soそう what thatそれ really本当に means手段
これが本当に意味するのは
03:59
is thatそれ our我々の structures構造 now contain含む theその blueprints青写真
この構造物には 今や私たちが作りたい物の
04:01
of what we我々 want欲しいです to buildビルドする.
設計図が含まれているということです
04:03
Soそう they彼ら have持ってる allすべて of theその information情報 embedded埋め込み in themそれら of what wasあった constructed建設された.
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
04:05
Soそう thatそれ means手段 thatそれ we我々 canできる have持ってる some一部 form of self-replication自己複製.
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
04:08
In thisこの case場合 I callコール itそれ self-guided自己誘導 replication複製,
このようなものを私は 自己誘導複製と呼んでいます
04:11
becauseなぜなら yourきみの structure構造 contains含まれる theその exact正確 blueprints青写真.
これに完全な設計図が含まれているからです
04:14
Ifif you君は have持ってる errorsエラー, you君は canできる replace置き換える aa part.
エラーがあれば 一部を取り替えることができます
04:16
Allすべて theその local地元 information情報 is embedded埋め込み to telltell you君は howどうやって to fix修正する itそれ.
全ての局所情報は修復用に組み込まれています
04:18
Soそう you君は couldできた have持ってる something何か thatそれ climbs登る along一緒に andそして reads読み込み itそれ
従って例えば 平行して動作し データを読み込み
04:21
andそして canできる output出力 at〜で one1 to one1.
出力を行うようなことができるでしょう
04:23
It'sそれは directly直接 embedded埋め込み; there'sそこに noいいえ external外部 instructions指示.
情報は直接組み込まれており 外部命令に依存しません
04:25
Soそう theその last最終 projectプロジェクト I'll私はよ showショー is calledと呼ばれる Biased偏った Chainsチェーン,
最後にお見せするプロジェクトは Biased Chainsと呼びます
04:27
andそして it'sそれは probably多分 theその most最も excitingエキサイティング example thatそれ we我々 have持ってる right now
これは おそらく受動的自己組織化システムにおける
04:30
of passive受動的 self-assembly自己集合 systemsシステム.
最も面白い例であるといえます
04:33
Soそう itそれ takesテイク theその reconfigurability再構成可能性
再構築機能を持ち
04:35
andそして programmabilityプログラム可能性
プログラミング要素があり
04:37
andそして makes作る itそれ aa completely完全に passive受動的 systemシステム.
完全に受動的なシステムです
04:39
Soそう basically基本的に you君は have持ってる aa chain of elements要素.
物体の鎖があるとします
04:43
Each element素子 is completely完全に identical同一,
それぞれの物体は全く同一であり
04:45
andそして they're彼らは biased偏った.
それらは偏っています
04:47
Soそう each chain, orまたは each element素子, wants望む to turn順番 right orまたは left.
それぞれの鎖 もしくは物体は 左右に動こうとします
04:49
Soそう asとして you君は assembleアセンブル theその chain, you'reあなたは basically基本的に programmingプログラミング itそれ.
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
04:52
You'reあなたは telling伝える each unit単位 ifif itそれ should〜すべき turn順番 right orまたは left.
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
04:55
Soそう whenいつ you君は shake振る theその chain,
そして鎖を振ると
04:58
itそれ then次に folds折り畳み upアップ
プログラムした
05:01
into anyどれか configuration設定 thatそれ you'veあなたは programmedプログラムされた in ---
あらゆる構造に折り畳まれます
05:03
soそう in thisこの case場合, aa spiralスパイラル,
この場合は 螺旋ですし
05:06
orまたは in thisこの case場合,
この場合では
05:08
two cubesキューブ next to each otherその他.
2つの正四面体が重なっています
05:11
Soそう you君は canできる basically基本的に programプログラム
このようにあらゆる
05:14
anyどれか three-dimensional三次元 shape形状 ---
3次元形状 もしくは1次元 2次元のものを
05:16
orまたは one-dimensional1次元, two-dimensional二次元 --- upアップ into thisこの chain completely完全に passively受動的に.
この鎖で受動的にプログラムすることができます
05:18
Soそう what doesする thisこの telltell us米国 about theその future未来?
では これが示す未来とは何でしょうか?
05:21
I think思う thatそれ it'sそれは telling伝える us米国
私が思うに これによって
05:23
thatそれ there'sそこに new新しい possibilities可能性 forために self-assembly自己集合, replication複製, repair修復
物理的構造や建築 機械に対し自己組織化や
05:25
in our我々の physical物理的 structures構造, our我々の buildings建物, machines機械.
複製 修復といった新たな可能性をもたらすと考えます
05:28
There'sそこに new新しい programmabilityプログラム可能性 in theseこれら parts部品.
これらに新しくプログラミング要素が付与され
05:31
Andそして fromから thatそれ you君は have持ってる new新しい possibilities可能性 forために computing計算.
コンピューティングの新しい可能性が生まれるのです
05:33
We'll私たちは have持ってる spatial空間的 computing計算.
空間コンピューティングが可能です
05:35
Imagine想像する ifif our我々の buildings建物, our我々の bridges, machines機械,
建築や橋 機械などあらゆる部品が
05:37
allすべて of our我々の bricksレンガ couldできた actually実際に compute計算する.
演算能力を持つことを想像してください
05:39
That'sそれは amazing素晴らしい parallel平行 andそして distributed配布された computing計算 powerパワー,
並列で分散的な驚くべき演算能力であり
05:41
new新しい design設計 possibilities可能性.
新しいデザインの可能性が広がります
05:43
Soそう it'sそれは excitingエキサイティング potential潜在的な forために thisこの.
このようにこれは素晴らしい潜在能力を持っています
05:45
Soそう I think思う theseこれら projectsプロジェクト I've私は showed示した hereここに
ご紹介したこれらのプロジェクトは
05:47
are justちょうど aa tiny小さな stepステップ towards方向 thisこの future未来,
そんな未来に向けてのほんの小さな一歩です
05:49
ifif we我々 implement実装する theseこれら new新しい technologiesテクノロジー
これらの新しい技術を新たな自己組織化世界に
05:51
forために aa new新しい self-assembling自己組織化 world世界.
向けて導入できればと考えます
05:53
Thank感謝 you君は.
ありがとうございました
05:55
(Applause拍手)
(拍手)
05:57
Translated by Yuki Okada
Reviewed by Hidetoshi Yamauchi

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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