ダニエラ・ラスがロボット工学の未来を形作る

彼女の 2 つの使命は、テクノロジーを人道的なものにすることと、米国での生活によって与えら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。この 2 つの目標は、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至るまで、彼女の旅の原動力となってきました。

MIT のコンピュータ サイエンスおよび人工知能研究所 (CSAIL) の所長であるラス氏は、「現代ロボット工学における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 メダルを受賞しました。

IEEE フェローである彼女は、この評価は自分の研究を推進し、この分野に参入する次世代のロボット工学者を指導する責任であると説明しています。

エジソンメダルは、彼女が受賞した一連の栄誉の中で最新のものである。 2017 年に彼女は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、彼女は 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 年に再び彼女を IEEE ロボティクスおよびオートメーション技術分野賞で表彰しました。

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。彼女の幼少期は、食糧が配給され、電気が断続的に供給され、移動能力が限られているという、欠乏によって定義された世界で展開されました。しかし彼女は、息苦しいほどの不足のさなか、学校のカリキュラムの一環として国営工場で機関車のネジを作っていたときでさえ、抑えられない温かさと知的好奇心に包まれていたと回想している。

「人生は大変でした。でも、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。子どもの頃、周りにあるものすべてに適応していきます。」と彼女は言います。

彼女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、ラスさん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 年も経たないうちに、ダニエラと彼女の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。 「そして私は祖国の制限から解放される恩恵を享受しました。」

アメリカの広大な視野は人を酔わせるものだった、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、そこで人生の方向性が変わったと彼女は言う。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だが衝撃的だった、とラス氏は言う。「古典的なコンピュータサイエンスは解決された」。ホップクロフト氏は、次のフロンティアは、乱雑な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でした。

「まるでドアが開いたかのようでした」と彼女は言います。 「コンピューティングの未来は、ロジックとコードだけではなく、機械が現実世界でどのように認識し、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 年にコンピューター サイエンスと数学の学士号を取得して間もなく、彼女はコーネル大学で修士号の取得を申請し、ホップクロフトが大学院顧問になりました。ロシアはそこで、器用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ことを教えました。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、その後コーネル大学に留まって博士号取得を目指しました。

「私はロボット工学を人々にスーパーパワーを与える手段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 年に彼女は博士号を取得しました。コンピューター サイエンスの学士号を取得し、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ー サイエンスの助教授に就任しました。彼女は大学のロボット工学研究室を設立し、研究を分散ロボット工学に拡張しました。彼女は、注文に応じるために倉庫内の製品が正しく収集され、安全に梱包され、それぞれの目的地に効率的に配送されることを確認するなどのタスク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。

ハノーバーのキャンパスには製造のための従来の機械工場設備が不足していましたが、Rus は方法を見つけました。彼女は、ロボットのプロトタイプを迅速に作成して構築するための 3D プリントの使用の先駆者でした。

2003 年に彼女はダートマスを去り、MIT の電気工学およびコンピューター サイエンス学部の教授になりました。

彼女がダートマスで創設したロボット研究室は、彼女とともに 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 年に彼女は、DRL を含む 60 の研究グループを擁する同校最大の学際的研究室である MIT のコンピュータ サイエンスおよび人工知能研究室の所長に任命されました。彼女は引き続き DRL の主任研究員を務めています。

身体的知性の科学

ラス氏は現在、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先駆的な研究を率いています。これは「動的な環境を理解し、予測不可能性に対処し、リアルタイムで意思決定を行うことができる、新しい形のインテリジェント マシンです」と彼女は言います。

彼女の研究室では、自然からインスピレーションを受け、感知し、適応し、学習できる軟体ロボットを構築しています。これらは、その形状と素材により重度の処理の必要性が最小限に抑えられているため、自動バランス調整や人間の手で行うのと同様の複雑な関節運動などのタスクを受動的に処理する AI 駆動のシステムです。

彼女によると、そのような機械はいつか、さまざまな環境をナビゲートし、外部制御なしで有用な機能を実行し、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だろう。研究者らはエネルギー効率を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の1つは、子供が飲み込んだ電池などの異物を体から回収するように設計されている。摂取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、飲み込めるほど小さいです。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着すると、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、薬剤を運搬し、一部の薬剤の効果を低下させることが知られている胃酸を回避して、消化管内の特定の領域に薬剤を放出できる小型ロボットの開発にも取り組んでいる。摂取可能なロボットは、内部の損傷や潰瘍を補修する可能性もあります。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 駆動テクノロジーの応用が期待されるのはヘルスケアだけではありません。物理的知能を備えたロボットは、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、陥没し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かもしれない、とラス氏は言う。

「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により、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ことができるようになります。」

このようなビジョンを現実にするために、彼女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てきました。

彼女は、MIT の M-Block や NASA の SuperBot など、自己再構成型のモジュール式ロボットに取り組んでいます。これらのロボットは、自分自身を取り付けたり取り外したり、再配置して、滑り、よじ登ったり、這ったりするなどのさまざまな動作に適した形状を形成できます。

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、数千台のマシンが大規模な適応システムとして動作できます。マシンは継続的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。

ラス氏のチームはまた、スマートグローブを介して脳波活動を読み取り、手話を通訳するなど、人間とロボットの相互作用において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体内に組み込むという彼女の計画を推進するために、彼女は 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この会社は、ワームの単純な脳からインスピレーションを受け、継続的に学習して適応できるリキッド 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、動的な性質を指します。それは形状を変えて新しいデータ入力に適応することができ、それが含まれるハードウェアによって課される制約内に適合する、と彼女は言います。

IEEE でコミュニティを探す

Rus は大学院生だったときに、IEEE のロボット工学カンファレンスの 1 つに参加しました。

「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 が私のコミュニティの居場所であることがわかりました。」

彼女は、この組織のカンファレンス、ジャーナル、協力的な精神が彼女の専門的な成長を形作ったと信じています。

「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。」

Rus 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を指導しています。

「IEEE は私にプラットフォームを提供してくれました」と Rus 氏は言います。 「コミュニケーションの取り方、指導の仕方、そしてより大きな夢を持つ方法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、ラスさんは彼女の物語が予期せぬ可能性の証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、優秀な学生たちと協力し、人々を助けるロボットを作り、社会に変化をもたらすために努力しています。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 ミュージカルの忘れられない曲に敬意を表して ハミルトンラスも「自分のショットを決して捨てたくない」と、チャンスを最大限に活かそうとするアレクサンダー・ハミルトンの決意に同調する。