ロボットの完全な歴史と未来

現代のロボットは幼児と似ています。ロボットが転ぶのを見るのは滑稽ですが、笑いすぎるとロボットがコンプレックスを抱き、第三次世界大戦を引き起こすかもしれないことを心の底では知っています。人類が生み出したものの中で、これほど畏敬の念、賞賛、そして恐怖が入り混じった複雑な感情を呼び起こすものは他にありません。私たちはロボットに生活を楽に、安全にしてほしいと願っているのに、なかなかロボットを信頼できません。私たちはロボットを自分のイメージで作り上げているのに、自分たちに取って代わられるのではないかと恐れているのです。

しかし、その不安は、急成長を遂げるロボット工学の分野にとって何の障害にもなりません。ロボットはついに十分に賢くなり、十分な身体能力を備え、工場や研究室を飛び出し、私たちの間を歩いたり、転がったり、飛び跳ねたりできるようになりました。機械の到来です。

ロボットに仕事を奪われるのではないかと心配されている方もいらっしゃるかもしれません。それも当然です。これは資本主義ですから、自動化は避けられません。しかし、近い将来、ロボットに仕事を奪われるよりも、ロボットと共に働く可能性の方が高いかもしれません。さらに良いニュースがあります。ロボットに殺されるよりも、ロボットと友達になる可能性の方が高いのです。未来万歳！

ロボットの歴史

「ロボット」の定義は、最初から紛らわしいものでした。この言葉が初めて登場したのは1921年、カレル・チャペックの戯曲『RUR』（ロッサムの万能ロボット）です。「ロボット」はチェコ語で「強制労働」を意味します。しかし、これらのロボットは、形よりも精神がロボットでした。人間のように見え、金属ではなく化学繊維でできていました。ロボットは人間よりもはるかに効率的で、同時にはるかに殺人的でした。結局、彼らは殺戮の嵐に巻き込まれることになったのです。

RURは、信頼できない機械という比喩（例えば、『ターミネーター』、『ステップフォード・ワイフ』、『ブレードランナー』など）を確立し、それは今日まで続いています。しかし、ポップカルチャーがより友好的なロボットを受け入れていないというわけではありません。『宇宙家族ジェットソン』のロージーを思い浮かべてみてください。（確かに気難しいですが、決して殺人的なロボットではありません。）そして、ロビン・ウィリアムズが演じる『バイセンテニアル・マン』ほど家族向けのロボットは他にないでしょう。

現実世界の「ロボット」の定義は、こうしたフィクションの描写と同じくらい曖昧です。10人のロボット工学者に尋ねれば、10通りの答えが返ってくるでしょう。例えば、ロボットはどの程度自律的である必要があるのか、などです。しかし、彼らはいくつかの一般的なガイドラインについては同意しています。ロボットとは、知能を持ち、物理的に具現化された機械です。ロボットはある程度自律的にタスクを実行できます。そして、ロボットは周囲の環境を感知し、操作することができます。

操縦するだけのシンプルなドローンを想像してみてください。それはロボットではありません。しかし、ドローンに自力で離着陸し、物体を感知する能力を与えると、それは一気にロボットらしさを増します。重要なのは、知能、感知、そして自律性です。

しかし、これらのガイドラインを満たすようなロボットが開発され始めたのは1960年代に入ってからでした。シリコンバレーのSRIインターナショナルが、真に機動力と知覚力を備えた世界初のロボット「Shakey」を開発したのです。この車輪付きのタワー型ロボットは、まさにその名の通り、ぎこちなく、動きが遅く、動きがぎこちないロボットでした。カメラとバンプセンサーを搭載したShakeyは、複雑な環境でも移動できました。自信に満ちたロボットというわけではありませんでしたが、これがロボット革命の始まりでした。

シェーキーが震えていた頃、ロボットアームが製造業に変革をもたらし始めていました。その先駆けとなったのは、自動車ボディを溶接するユニメートでした。今日では、その子孫たちが自動車工場を席巻し、人間では到底及ばないほどの正確さとスピードで、退屈で危険な作業をこなしています。たとえ固定されているとはいえ、ロボットの定義にしっかりと合致しています。つまり、周囲の環境を感知し、操作する知能機械なのです。

しかし、ロボットは主に工場や研究所に限定され、そこでは転がったり、物を持ち上げたりするために動かずにいたりしていました。そして1980年代半ば、ホンダはヒューマノイドロボットの開発プログラムを開始しました。P3は、非常に上手に歩くだけでなく、手を振ったり握手したりもでき、部屋いっぱいのスーツ姿の人たちを大いに喜ばせました。この研究は、かの有名な二足歩行ロボット「ASIMO」へと結実しました。ASIMOは、巧みに蹴られたサッカーボールでオバマ大統領を倒そうとしたことがあります（いや、もしかしたら、もっと無邪気なことだったのかもしれません）。

今日、高度なロボットがあらゆるところに登場しています。その原動力となっているのは、特にセンサー、アクチュエーター、そしてAIという3つの技術です。

では、センサーについて。歩道を走ってファラフェルを配達する機械が、この世界を移動できるようになったのは、2004年のDARPAグランドチャレンジのおかげです。この大会では、ロボット工学者たちがチームを組んで自動運転車を組み立て、砂漠を駆け抜けました。その秘密は？レーザーを発射して世界の3D地図を作成するLiDARです。その後、民間部門による自動運転車開発競争が激化し、LiDARの価格は劇的に低下しました。その結果、エンジニアは（比較的）安価に知覚ロボットを開発できるようになりました。

LiDARは、マシンビジョンと呼ばれる2Dまたは3Dカメラと組み合わせられることが多く、ロボットが周囲の環境をより鮮明に捉えることを可能にします。Facebookがあなたの顔を自動的に認識し、写真にタグ付けするのをご存知ですか？ロボットでも同じ原理です。高度なアルゴリズムによって、特定のランドマークや物体を捉えることができるのです。

センサーはロボットが何かにぶつからないようにする役割を果たしています。ロボットラバのような存在が、あなたを監視し、あなたを追いかけて荷物を運んでくれるのも、センサーのおかげです。また、マシンビジョンはロボットが桜の木をスキャンし、最適な場所を判断できるようにすることで、農業における膨大な労働力不足を補うのにも役立っています。

新たな技術は、ロボットが人間の能力をはるかに超える方法で世界を感知できるようになることを約束しています。それは、角の向こうを見ることです。MITの研究者たちは、例えば廊下の角の床を監視し、反対側から反射される、人間の目には見えない微妙な動きを捉えるシステムを開発しました。このような技術は、将来的にはロボットが迷路のような建物の中で人間に衝突するのを防ぎ、さらには自動運転車が遮蔽された景色を認識できるようになるかもしれません。

これらのロボットには、もう一つの秘密の要素、アクチュエーターが隠されています。アクチュエーターとは、ロボットの関節部分に搭載されている電動モーターとギアボックスを組み合わせた装置です。ロボットの強度と動きの滑らかさを決定づけるのは、このアクチュエーターです。アクチュエーターがなければ、ロボットはまるでぬいぐるみのようにくしゃくしゃになってしまいます。ルンバのような比較的シンプルなロボットでさえ、アクチュエーターのおかげで存在しています。自動運転車にもアクチュエーターが搭載されています。

アクチュエータは自動車組立ラインの巨大ロボットアームを動かすのに最適だが、ソフトロボティクスと呼ばれる比較的新しい分野では、まったく新しいレベルで動作するアクチュエータの開発に取り組んでいる。ラバ型ロボットと異なり、ソフトロボットは一般に柔らかく、空気や油を使って動く。そのため、例えば、ある種のロボット筋肉は電極を使って油袋を絞り、伸縮することで重りを引っ張る。かさばる従来のアクチュエータとは異なり、このようなアクチュエータを複数積み重ねることで強度を増強できる。例えば、ケンゴロというロボットはケーブルを引っ張る116個のアクチュエータで動き、腕立て伏せなど人間と間違うほど不自然な動きを機械にさせている。これは関節部分に内蔵された従来の電気モーターで実現できる動きよりもはるかに自然に見える。

そして、ボストン・ダイナミクス社がある。同社は、2013年のDARPAロボティクス・チャレンジ向けにアトラス・ヒューマノイド・ロボットを開発した。当初、大学のロボット研究チームは、バルブを回したりドアを開けたりするなど、2013年の最初のチャレンジと2015年の決勝ラウンドの基本的なタスクをマシンに実行させることに苦労した。しかし、ボストン・ダイナミクス社はその後、アトラスを驚異のロボットへと変貌させ、歩行にまだ苦労している他の二足歩行ロボットをはるかに凌駕する速度を実現した（ただし、ターミネーターとは異なり、アトラスはヒートアップしない）。ボストン・ダイナミクス社は、スポットと呼ばれる四足歩行ロボットのリースも開始している。スポットは、人間が蹴ったり引っ張ったりしても、驚異的な回復力を発揮する。こうした安定性は、ロボットが窮地に陥るのを助けることにばかり時間を費やすことのない世界を構築する上で鍵となるだろう。そして、それはすべて、このささやかなアクチュエーターのおかげである。

アトラスやスポットのようなロボットは、肉体的にも強靭になると同時に、AIのおかげでより賢くなっています。ロボット工学は転換点を迎えているようです。処理能力と人工知能が融合し、機械を真に賢くしようとしているのです。そして、人間と同じように、機械にとっても感覚と知性は切り離せないものです。偽物のリンゴを手に取って、口に入れる前にそれがプラスチックだと気づかないような人は、それほど賢いとは言えません。

これはロボット工学における魅力的な最先端分野です（触覚を再現するものであり、偽物のリンゴを食べることではありません）。例えば、SynTouchという企業は、温度から粗さまで、様々な感覚を感知できるロボット指先を開発しました。コロンビア大学が開発した別のロボット指先は、光で触覚を再現するため、ある意味では触覚を視覚化します。このロボット指先には32個のフォトダイオードと30個のLEDが埋め込まれ、シリコン製の皮膚で覆われています。この皮膚が変形すると、フォトダイオードがLEDからの光の変化を検知し、指先の正確な位置と強さを特定します。

自動車の組み立てラインで車のドアを持ち上げる大柄な愚か者とは違い、明日のロボットは非常に敏感になるだろう。

ロボットの未来

ますます高度な機械が私たちの世界に溢れるようになるかもしれませんが、ロボットが真に役立つためには、より自立的になる必要があります。結局のところ、家庭用ロボットに、遭遇する可能性のあるあらゆる物体を掴むための指示をプログラムすることは不可能です。ロボットには自ら学習することが求められ、そこで人工知能の進歩が役に立ちます。

ブレットを例に挙げましょう。カリフォルニア大学バークレー校の研究所で、このヒューマノイドロボットは、様々な形の穴にペグを詰め込む子供向けパズルの一つを自ら学習してクリアしました。これは強化学習と呼ばれるプロセスを通して試行錯誤によって達成されました。四角いペグを四角い穴にどうやって入れるかを誰かに教えられたわけではなく、ただそうする必要があるとだけ伝えたのです。つまり、ランダムな動きをさせ、成功に近づくたびにデジタル報酬（つまり、もう一度同じことをする）を得ることで、ブレットは自ら新しいことを学習したのです。このプロセスは確かに非常に遅いですが、ロボット工学者たちは時間をかけて、新しい環境で新しいスキルを自ら学習する機械の能力を磨き上げていくでしょう。これは、私たちが機械の面倒を見るだけの面倒を見たくないのであれば、極めて重要です。

ここでのもう一つの手法は、ロボットのデジタル版をまずシミュレーションでトレーニングさせ、次にその学習内容を研究室の物理的なロボットに移植するというものだ。グーグルでは、研究者らが犬のモーションキャプチャー動画を使ってシミュレーション上の犬をプログラムし、次に強化学習を使ってシミュレーション上の四つ足ロボットに同じ動きを自ら学習させた。つまり、どちらも四つ足ではあるが、ロボットの体は犬のものとは機械的に異なるため、動き方も異なる。しかし、多くのランダムな動きをさせた後、シミュレーション上のロボットはシミュレーション上の犬に匹敵するだけの報酬を得た。次に研究者らがその知識を研究室の実際のロボットに移植したところ、案の定、ロボットは歩行することができた。実際、ロボットメーカーのデフォルトの歩行速度よりも速く歩行したが、公平を期すために言えば、安定性は劣っていた。

13 ロボット、現実と想像

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ヘリテージイメージズ/ゲッティイメージズ

ピグマリオン（古代ギリシャ）すべての始まり。ギリシャ神話では、ピグマリオンは象牙で女性像を彫り、その女性に恋に落ちた。彼は彼女にキスをすると、彼女は象牙とは思えないほど温かい感触を覚えた。アフロディーテはピグマリオンと結婚するため、その像を生きた人間の女性に変えた。こうして、知能を持つ人型機械が誕生した。

ロボットは日々賢くなっているかもしれませんが、近い将来、私たちはロボットの面倒を見なければなりません。どれほど進歩したとしても、彼らはまだ私たちの世界を移動するのに苦労しています。例えば、噴水に飛び込んでしまうこともあります。そこで、少なくとも短期的な解決策は、ロボットが緊急時に人間に電話をかけて助けを求めることができるコールセンターを設置することです。例えば、病院ロボットのタグは、夜間に廊下を歩き回っていて、行く手を阻むカートを移動させてくれる人がいない場合、助けを求めることができます。オペレーターは遠隔操作でロボットを障害物を避けて移動させます。

病院ロボットの話が出た。2020年初頭に新型コロナウイルス危機が深刻化した際、ロボット工学者グループはある好機を見出しました。ロボットはパンデミックにおける完璧な協力者となるのです。彼らは論説で、エンジニアたちはこの危機を機に、決して病気にならず、人間の医療従事者を危険にさらすような退屈で汚く危険な作業をこなせる医療ロボットの開発を加速させるべきだと主張しました。例えば、ロボットヘルパーは患者の体温を測ったり、薬を投与したりできるでしょう。これにより、人間の医師や看護師は、彼らが最も得意とする問題解決能力や患者への共感能力に集中できるようになります。これらの能力は、ロボットでは決して再現できないかもしれません。

急速に発展する人間とロボットの関係は非常に複雑で、「ヒューマン・ロボット・インタラクション」と呼ばれる独自の分野を生み出しました。全体的な課題は次のとおりです。ロボットを人間と仲良くなるように適応させることは簡単です。つまり、ロボットを柔らかくし、触覚を与えることです。しかし、人間が機械と仲良くなるように訓練するのは全く別の問題です。例えば、病院用ロボット「タグ」の場合、医師や看護師はタグを祖父母のように扱うことを学びます。つまり、必要であれば邪魔にならないようにし、動けるように手伝うのです。また、私たちは期待をコントロールする必要もあります。アトラスのようなロボットは先進的に見えるかもしれませんが、私たちが想像するような自律的な驚異からは程遠いのです。

人類が成し遂げたことは、本質的には新しい種を発明したようなもので、今や私たちは少し後悔しているのかもしれません。つまり、もしロボットが私たちの仕事を全部奪ったらどうなるでしょうか？結局のところ、ホワイトカラー労働者でさえ、超知能AIから逃れられないのです。

多くの賢明な人々が、機械が人類を時代遅れにするほどに進化するシンギュラリティについて考えています。それは大規模な社会再編と人類全体の存亡の危機をもたらします。もし私たちが働かなくてもよくなったら、私たちはどうなるのでしょうか？産業が人間を機械に置き換えるにつれて、所得格差は指数関数的に悪化する以外に何があるでしょうか？

これらは突飛な問題のように思えるかもしれませんが、今こそ考え始めるべき時です。ハリウッドが長年私たちに吹き込んできた殺人ロボットの物語にとって、これは良い面と言えるかもしれません。現時点では機械の力には限界があるかもしれませんが、私たち社会は、どれだけの力を譲り渡すべきかを真剣に考える必要があります。例えばサンフランシスコでは、企業が人間の労働者を置き換える際に、ロボット税を課すという構想が検討されています。

ロボットがいつか私たち全員をバッテリーに変えることはないと断言はできませんが、より現実的なシナリオは、RURの世界とは異なり、人間とロボットが調和して暮らす準備ができているということです。なぜなら、それはすでに起こりつつあるからです。これが多様性の考え方であり、ロボットに置き換えられるよりも、ロボットと一緒に働く可能性の方が高いということです。車にアダプティブクルーズコントロールが搭載されていれば、すでにこれを実行しています。ロボットに退屈な高速道路の作業を任せ、市街地の運転の複雑さを引き継いでいるのです。コロナウイルスのパンデミックで米国経済が停滞したという事実は、ロボットが大量に人間に取って代わる準備がまだ整っていないことを非常に明確にしました。

機械は、医療から交通、仕事に至るまで、人間の生活のほぼあらゆる側面を変える可能性を秘めています。運転を補助するべきでしょうか？もちろんです。（もちろん、時には命に関わる判断も迫られるでしょうが、精密運転のメリットはリスクをはるかに上回ります。）看護師や警察官の代わりになるでしょうか？おそらくそうではないでしょう。特定の仕事には、常に人間の手が必要な場合もあるからです。

一つだけ明白なことがある。機械が到来したということだ。今、私たちは全く新しい種を生み出した責任をどう果たすべきかを考えなければならない。

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