ダニエラ・ラスはロボット工学の未来をどのように形作っているのか

彼女の 2 つの使命は、テクノロジーを人間味のあるものにすることと、米国での生活によってもたらされる機会を最大限に活用することであると彼女は言います。ルーマニアの独裁政権下で暮らしていた幼少期から、世界的なロボット研究の最前線に立つまで、彼の旅は 2 つの目標に突き動かされてきました。

マサチューセッツ工科大学コンピューターサイエンス・人工知能研究所（CSAIL）の所長であるラウシュ氏は、「現代ロボット工学への持続的なリーダーシップと先駆的な貢献」が認められ、今年のIEEEエジソンメダルを受賞した。

IEEE フェローである彼女は、この評価を自分の研究をさらに進め、この分野に参入する次世代のロボット工学者を導く責任であると説明しています。

エジソンメダルは、彼が受賞した一連の栄誉のうちの最新のものである。 2017 年にロボット産業協会からエンゲルバーガー ロボティクス賞を受賞しました。翌年、IEEE ロボット工学およびオートメーション協会からロボット工学およびオートメーションのパイオニア賞を受賞しました。協会は 2023 年に彼を IEEE ロボティクスおよびオートメーション技術分野賞で再び評価しました。

ルーマニアからアイオワへ

ルーシは、独裁者ニコラエ・チャウシェスクの統治下にルーマニアのクルージュ・ナポカで生まれました。彼の幼少期の人生は、配給食糧、断続的な電気、限られた上下移動能力など、欠乏によって定義された世界で展開されました。しかし、学校のカリキュラムの一環として政府の工場で機関車のネジを作っていたときでさえ、息が詰まるような窮乏のさなか、彼女は不屈の温かさと知的好奇心に包まれていたと彼女は回想している。

彼女はこう言います。「生活は大変でしたが、私たちには素晴らしい教師と強力なコミュニティがありました。子供の頃、自分の周りのものを受け入れます。」

彼の父親のテオドールはコンピューター科学者兼教授で、母親のエレナは物理学者でした。

1982年、彼女が19歳のとき、ラスの父親はアイオワ市のアイオワ大学の教員になるために米国に移住した。それは勇気と信念を持った行動でした。 1 年以内にダニエラと母親もそこに加わりました。

「彼は考え、出版し、アイデアを探求する自由を望んでいた」とラスは言う。 「そして私は祖国の枠から解放されたことを利用しました。」

アメリカの広大な地平線に夢中になった、と彼女は言う。

すべてを変えた講義

ラスさんは、父親の大学で学位を取得することを決意し、それが彼女の人生の流れを変えたと彼女は言います。ある午後、アルゴリズムとデータ構造に関する研究で有名なチューリング賞を受賞したコーネル大学のコンピュータ科学者、ジョン・ホップクロフト氏が​​キャンパスで講演を行った。彼のメッセージはシンプルですが強力でした、とラス氏は言います。「古典的なコンピューターサイエンスは解決されました。」ホップクロフト氏は、次のフロンティアは混沌とした物理世界と相互作用する計算であると宣言した。

ロシアにとって、このアイデアは啓示だった。

「ドアが開いたような気がしました」と彼女は言います。 「コンピューティングの未来は、単なるロジックとコードの問題ではなく、機械が現実世界でどのように理解し、動かし、私たちを支援できるかが重要であることに気づきました。」

講義の後、彼女はホップクロフトに自己紹介し、彼から学びたいと伝えました。 1985 年にコンピュータ サイエンスと数学の学士号を取得した直後、彼はコーネル大学の修士号取得を申請し、そこでホップクロフトが大学院顧問になりました。ラスはそこで効率的なロボット操作のためのアルゴリズムを開発し、機械に物体を正確に掴んで動かすよう教えました。彼女は 1990 年にコンピュータ サイエンスの修士号を取得し、その後博士課程の研究のためにコーネル大学に滞在しました。

「私はロボット工学を人々にスーパーパワーを与える方法として考えるのが好きです。機械は私たちがより遠くに到達し、より速く思考し、より充実した生活を送るのに役立ちます。」

1993 年に博士号を取得しました。獲得しました。コンピュータ サイエンスの博士号を取得した後、ニューハンプシャー州ハノーバーのダートマス大学でコンピュータ サイエンスの助教授に就任し、同大学のロボット工学研究室を設立し、分散ロボット工学の研究を拡大しました。彼らは、注文に応じるために倉庫内の製品を正確に組み立て、安全に梱包し、それぞれの目的地に効率的に配送するなどの作業を協力して実行する小型ロボットのチームを開発しました。

ハノーバーの敷地内には製造のための従来の機械工場設備が不足していたにもかかわらず、ルースは方法を見つけました。彼らは、ラピッド プロトタイピングとロボット構築のための 3D プリンティングの使用の先駆者でした。

2003 年にダートマスを離れ、MIT の電気工学およびコンピュータ サイエンス学部の教授になりました。

彼がダートマスで創設したロボット研究室は、彼とともに MIT に移り、分散ロボット研究室 (DRL) として知られるようになりました。 2012 年に、彼は MIT のコンピュータ サイエンスおよび人工知能研究所の所長に任命されました。この研究所は、DRL を含む 60 の研究グループを擁する同校最大の学際的な研究所です。彼女は今後も DRL の主任研究者を務める予定です。

身体的知性の科学

ルセ氏は現在、AIとロボット工学の交差点、彼女が物理的知能と呼ぶ分野の研究を主導している。 「これは、動的な環境を感知し、予測不能な状況に対処し、リアルタイムで意思決定を行うことができる、新しい形式のインテリジェント マシンです」と彼女は言います。

彼の研究室では、自然からインスピレーションを受け、感知し、適応し、学習することができる軟体のロボットを作成しています。これらは、サイズと材質により重度の処理の必要性が軽減されるため、自動バランス調整や人間の手で実行されるのと同様の複雑な関節動作などのタスクを受動的に処理する AI 搭載システムです。

彼女によると、そのような機械はいつか、さまざまな環境でナビゲートし、外部制御なしで有用なタスクを実行し、さらにはルート計画の障害から回復することさえできるようになるでしょう。研究者らは、エネルギー効率をさらに高める方法も模索している。

ラス氏のチームが開発したプロトタイプは、子供が飲み込んだ電池などの異物を体から取り除くように設計されている。飲み込み可能なロボットは、折り紙のように巧みに折り畳まれているため、飲み込むことができるほど小さいです。埋め込まれた磁性材料により、医師はソフト ロボットを操縦し、その形状を制御することができます。ソフトボットは胃に到達すると、異物を包み込み、患者の体から安全に排出するようにプログラムすることができます。

CSAILの研究者らはまた、薬物を運び、それを消化管内の特定の領域に放出することで、一部の薬物の有効性を低下させる胃酸を回避できる小型ロボットの開発にも取り組んでいる。飲み込むことができるロボットは、内部の傷や潰瘍を治療することもできます。また、ロボットはソーセージケーシングや生体適合性ポリマーなどの消化可能な素材で作られているため、割り当てられたタスクを実行した後、安全に体内に吸収されると彼女は言う。

このような AI を活用したテクノロジーが今後適用される可能性があるのは、医療だけではありません。ロシアは、物理的知能を備えたロボットがいつか、消防士が燃えている建物に閉じ込められた人々を見つけたり、鉱山に閉じ込められた鉱山労働者を発見したり、自然災害後の緊急対応チームに貴重な状況認識情報を提供したりするのに役立つ可能性があると述べている。

「私が興奮しているのは、人々に新しい力を与える可能性です」と彼女は言います。 「物理世界で考え、安全に移動できる機械は、職場、家庭、医療などあらゆる場所で人間の活動範囲を広げるのに役立ちます。」

このようなビジョンを現実にするために、彼は技術的な関心を拡張し、いくつかの補完的な研究分野を含めました。

彼女は、MIT の M-Block や NASA の Superbot のような自己再構成型モジュール式ロボットの研究に取り組んでいます。これらのロボットは、滑る、登る、這うなどのさまざまな動作に適した形状を形成するために、自らを組み立て、取り外し、再配置することができます。

Amazon が倉庫で使用しているロボットを含め、ネットワーク化されたロボットを使用すると、数千台のマシンが 1 つの大規模な適応システムとして動作できます。マシンは常に通信してタスクを分割し、衝突を回避し、パッケージのルーティングを最適化します。

ラス氏のチームは、脳波活動の読み取りやスマートグローブを介した手話の通訳など、人間とロボットの相互作用の面でも進歩を遂げている。

ロボットに必要なすべてのコンピューター化されたスマート機能をクラウドではなく物理的な本体に組み込むという彼の計画を推進するために、彼は 2023 年の Liquid AI の設立に協力しました。マサチューセッツ州ケンブリッジに拠点を置く同社は、昆虫の単純な脳からインスピレーションを得て、学習して継続的に適応できる流体ニューラル ネットワークを開発しています。言葉 液体 この場合、チームのモデル アーキテクチャの適応性、柔軟性、動的な性質が参照されます。それは形を変えて新しいデータ入力に適応することができ、それを構成するハードウェアによって課される制約内に収まる、と彼女は言います。

IEEE でコミュニティを探す

ラスさんは大学院生だったとき、IEEE ロボット工学カンファレンスに出席しました。

「学生割引を利用するためだけに登録したと思います」と彼女は笑いながら言います。 「しかし、IEEE は私のコミュニティが住む場所になりました。」

彼女は、この組織のカンファレンス、ジャーナル、協力精神が彼女の専門能力の開発に貢献したと信じています。

「アイデアを交換し、自分の考えを他人と比較して試す機会は、非常に貴重です」と彼女は言います。 「それが私たちの分野が前進する方法です。」

ラスは引き続き IEEE のパネルや委員会の委員を務め、次世代のロボット工学者にアドバイスを行っています。

「IEEE は私にプラットフォームを提供してくれました」とラス氏は言います。 「コミュニケーションの取り方、指導の仕方、そして大きな夢の持ち方を教えてくれました。」

アメリカンドリームを生きる

振り返ってみると、ラスは自分の話が予期せぬ可能性の証拠であると考えています。

「ルーマニアで育った頃は、アメリカに住むなんて想像すらできませんでした」と彼女は言います。 「今、私はここにいて、才能ある学生たちと協力し、人々を助けるロボットを作り、変化を起こそうとしています。アメリカンドリームを生きているような気がします。」

ブロードウェイミュージカルの思い出深い曲を暗示しています ハミルトンルースもチャンスを最大限に活かすというアレクサンダー・ハミルトンの決意に同調し、「自分のショットを決して無駄にしたくない」と語った。