自律型ロボットの歴史と初期の自動化のマイルストーン

ジェレミー・クック

21世紀の視点から見ると、自動化とロボットは1900年代半ばから後半にかけて考案され、2000年代初頭にさらに発展し、現在では完璧 (または、見方によってはディストピア) に向かって絶えず進化していると考えられます。しかし、現代のロボット工学は、その起源をはるか古代にまで遡る自動化ヘルパーのアイデアの進化形です。

水時計と初期の自動化(紀元前4000年頃)

水時計は最も古い時間測定機器の一つであり、人類が発明した初期の自動化の最初の形態の一つでした。このような時計は中東やアジアに存在しており、おそらく紀元前4000年頃にはすでに存在していたと考えられます。それらはギリシャ・ローマの文献にも記述されています。このような時計は通常、時間調整された目盛りが付いた容器から容器へと液体を移し、一日の経過を示します。

これらの水時計は、水を運ぶ容器の重さの変化を利用して動きを誘発する、他の水ベースの自動化の基礎を築きました。現代のトルコで1100年代に作られた注目すべき自動給水装置の一つは、孔雀の噴水です。孔雀の口から洗浄用の水が注がれ、ミニチュアの「召使い」が次々と現れて石鹸を出し、次にタオルを出す。すべて水の力で行われている。

現代の視点:自動ソープディスペンサーの普及

2020年の出来事以来、社会は手洗い、特に自動化された手洗いについてより意識するようになりました。古代の人々は蛇口、石鹸ディスペンサー、乾燥装置をオンにするための PIRセンサー を持っていませんでしたが、精巧な孔雀の噴水と、私たちが公衆トイレで当たり前のように思っている自動化との間に類似点を見出すことは難しいでしょう。

このような現代の機器は、自動化の点では昔の孔雀の噴水よりも少し進んでいると主張する人もいるかもしれないが、おそらくその技術は与えられたタスクに対して適切なレベルにあるのだろう。一方、消耗品がなくなったときや機械的な問題が発生したときにメンテナンス担当者に通知するために、 IoT機能 がここで実装されているのがわかります。

アンティキティラ島の機械(紀元前150年頃)

アンティキティラ島の機械は1901年にギリシャのアンティキティラ島沖で発見されましたが、非常に高度な機械であったため、当初は偽物だと思われていました。このシステムは一部しか回収されていないが、この装置の30個の青銅製歯車は長期間にわたる天体の動きを予測するために使用され、現代ではさまざまな形でレプリカが作られている。

天才発明家で数学者のアルキメデス(紀元前212年ごろに亡くなったため、アンティキティラ島の機械の建造に関する最古の推定に近い)を含む古代ギリシャ人は、自動化に魅了されていました。彼らの伝説は機械的な珍奇な点に満ちており、事実とフィクションを区別することが難しいほどです。たとえば、巨大な岩を投げる液体金属の血液を持つロボット、タロスは確かに架空の人物であり、紀元前5世紀の詩人ピドナルがロードスの公道のいたるところに動く人形がいると描写したことは誇張だったかもしれない。しかし、アンティキティラ島の機械の存在は、これらの初期のロボットの説明が、必ずしも文字通りの規模ではなかったとしても、ある程度真実であったことを示しています。

現代の視点: バーチャルアシスタント、サプライチェーンの懸念

データ処理という意味での自動化は、物理的なアンドロイドのような自動化よりもはるかに速く進歩しました。Alexa/Google Home/Siriは家庭で非常に普及しているのに対し、家事のアシスタントは一般にRoomba程度に限られていることに気づくかもしれません。

アンティキティラ島の機械を実際に作るために何が必要かを考えると、アルキメデスのような一人の天才や、機械自体を熟考するために協力する小グループだけではなく、何世紀にもわたる改良を経て開発された技術、ツール、材料の総合的なコレクションが必要だったことは明らかです。現代のテクノロジーは、トイレットペーパーのロールから最先端のコンピューターに至るまで、部品を製造するために広大なサプライチェーンに依存しています。過去数年間に見てきたように、この連鎖が断たれたり途絶えたりすると、現代のテクノロジーはすぐに手の届かないものになります。

グーテンベルク印刷機(1454)

1400年代半ば以前は、本やパンフレットのコピーでさえ、非常に労働集約的な作業でした。そのため、本は非常に希少であり、そこに含まれる情報の到達範囲は限られていました。1454年、ヨハネス・グーテンベルクが活版印刷機を商業的に利用し始めたとき、すべてが変わりました。この新しい技術により、広範囲の物理的距離、さらには時間を超えて情報を転送することが可能になりましたが、これは今日では理解しにくい革命です。

おそらく偶然ではないが、ヨーロッパのルネサンスは1400年代から1500年代にかけて起こり、学問、文化、工学が爆発的に進歩し、さらなる技術の進歩につながった。それ自体はコンピュータではありませんが、各シートに印刷された単語は、文字を動かすことによってプログラムできると主張することもできます。

現代の視点: モバイルインターネット、オープンソース

グーテンベルクの印刷機が情報へのアクセスにおいて大きな進歩であったように、今日では物理的なメディアを入手するために図書館や書店に行く必要さえなく、さまざまなデバイスのいずれかでそれを利用することができます。このオンデマンド情報時代はダイヤルアップと有線イーサネットから始まり、すぐに携帯電話のデータに移行したと主張する人もいるかもしれません。私たちは今、文字通り、世界の情報を手のひらに収めています。

同時に、エンジニアリング分野では、人々や業界間でデータを共有するオープンソース技術への哲学的変化が起こっています。あらゆる状況に適しているわけではありませんが、他の人が作成したさまざまなデザインを確認し、それに基づいてプロジェクトを構築できることは非常に便利です。現代のオープンソースの成功には、 Linux やKiCadなどのソフトウェア プロジェクトや、 Arduino開発ボードRISC-Vアーキテクチャ などのオープンソース ハードウェアが含まれ、エンジニアリングをより幅広いユーザーに広めるのに役立っています。

小型の機械式時計(1200年代から1900年代)

機械式時計は1200年代に初めて登場し、イタリアの塔に設置され、最終的にはヨーロッパ全土に広まりました。何世紀にもわたる進歩を経て、1900年代半ばまでに、機械式時計は部屋ほどの大きさから、腕時計として簡単に着用できるほど小型になりました。

それ以来、確かに進歩はありましたが、1900年代後半の電子時計の登場により、機械式の時計に代わる安価な電子時計が登場しました。また、手首の距離で簡単に見ることができるものよりも小さいものは実用的ではないと主張する人もいるかもしれません。

現代の視点: 処理能力の低下、スマートウェアラブル

ここで明らかな類似点は、かつては部屋全体を占めていた電子コンピューターが、最終的には机の上や下に収まる程度にまで小型化され、今ではスマートフォンのようにポケットに収まるようになったことです。スマートウォッチは、機械式の先祖と同じ計時機能を備えており、それ自体にかなり優れた計算能力を内蔵しています。企業もスマートリングの研究を始めていますが、これはまだかなり初期の技術です。

メカニカルターク(1770)

メカニカル タークは、1700年代後半にヴォルフガング フォン ケンペレンによって作成されたチェス マシンです。オスマン帝国のローブを着た機械の人間の姿で現れ、知的に人間と競争し、勝つことができた。レターボードを使って会話を続けることもできます。この装置は当時非常に人気があり、ベンジャミン・フランクリンやナポレオン・ボナパルトとチェスで遊ぶこともあった。

もちろん、この装置は見事な偽物で、一連の時計仕掛けのコントロールを使用して、キャビネット内の人がトルコ人の動きを操作してチェスをプレイできるようにしていました。演奏が上手だったことから、中にいた人物は非常に熟練しており、長時間狭い空間に留まるのが上手だったに違いありません。

現代版: Amazon Mechanical Turk、ロボット手術

データタスクの真のコンピューター自動化は日々進歩していますが、依然として人間による介入が必要なタスクもいくつかあります。この場合、Amazon Mechanical Turk (MTurk) などのプラットフォームを使用して、これらのタスクをインターネット経由で人間にクラウドソーシングすることができます。これが、チェスをプレイするタークの知性が機械的なつながりを通じて実際の人間から得られたものであるというオリジナルの考えとどのように関係しているかを見るのは、それほど無理な話ではありません。

ターク手術のもう一つの現代版はロボット支援手術です。これを「ロボット手術」と略す人もいるかもしれませんが、ロボットが決定を下すわけではなく、通常は高精度の 外科医の手の延長であることに注意することが重要です。こうしたシステムには振戦濾過技術が組み込まれており、外科医の操作はこれまで以上に正確かつ安定的になります。この技術は将来的に改善され、おそらくは人間の外科医がアドバイザーのような役割を担い、ロボットが切開や動作を極めて正確に行う際にその戦略を指示するようになるだろう。

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今日のイノベーションは過去の反響である

1800年代には、精密工作機械、蒸気動力、電気の継続的な開発を含む一連の目覚ましい自動化が起こりました。これにより1900年代が到来し、トランジスタの発明によって今日知られているような実用的な自動化が定着しました。

今世紀においては、大量生産されるスマートフォンがテクノロジーの頂点であると考えられるかもしれません。近い将来、私たちはおそらく 機械学習 機械が人間にもっと近い方法で「考える」ことができるようになるまで、機械は成熟し続けるでしょうが、それが最終的にどのように展開するかは誰にもわかりません。

古代ギリシャ人が自動化の伝説を語ったように、私たちも今でも自分たちの伝説(つまりSF)からインスピレーションを受けているようです。携帯電話、iPad、ウェアラブルディスプレイと、スタートレックの遠い未来の世界との類似性に気づかずにはいられません。将来的には、役に立つヒューマノイドや空飛ぶ車、あるいは人間とのやり取りをほとんどまたは全く必要とせずに治療してくれる自動医療システムなどが登場するかもしれません。これらはすべて、SFで人気の高い比喩です。

このようなアイデアは非現実的に思えるかもしれないが、1980年に、月額50ドル程度で、いつでも手のひらで世界中の情報にアクセスできると誰かに伝えたと想像してみてほしい。もしかしたら私たちはすでに未来に生きているのかもしれません。


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