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ロボットの歴史は古代に遡ります。産業革命の時代、人類は電気を制御する構造工学の能力を開発し、小型モーターで機械を動かすことができるようになりました。20世紀初頭には、ヒューマノイドマシンの概念が生まれました。
現代のロボットが最初に使用されたのは、工場における産業用ロボットでした。これらの産業用ロボットは、製造タスクを実行できる固定機械であり、人間の労力を少なくして生産を行うことができました。2000年代以降、 人工知能を搭載したデジタルプログラムされた産業用ロボットが製造されてきました。
初期の伝説
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人工の召使いや仲間の概念は、少なくとも、兵士に変身した竜の歯を蒔いたと言われるカドモスや、ガラテアの像に生命を与えたピグマリオンの古代伝説まで遡る。多くの古代神話には人工の人々が登場し、例えば、ギリシャ神ヘパイストス（ローマ人にとってはウルカヌス）が金で作った機械仕掛けの侍女（古代ギリシャ語：Κουραι Χρυσεαι（Kourai Khryseai）、「黄金の乙女」[1]）などである。[2]
仏教学者の道宣（596-667年）は、素晴らしい時計のある回廊で聖典を朗読する金属で作られた人型オートマタについて記述しています。釈迦牟尼仏が亡くなったとき、「貴金属の人々」は泣きました。[3]人型オートマタは、中央アジアの文化的英雄であるケサル王の叙事詩にも登場します。[4]
中国の初期の伝説では、伝説の大工である魯班と哲学者墨子が、動物や悪魔の機械的な模倣について述べている。[5]人型自動人形の意味は、道教のテキストをまとめた『列子』（紀元4世紀）で議論されており、古典となった。第5章では、周の穆王が西域を巡業し、職人の顔師に「何ができるのか」と尋ねると、宮廷に人造人間が紹介される。この自動人形は人間と区別がつかず、王とその側近にさまざまな芸を披露した。しかし、どうやら自動人形が参列していた女性たちと戯れ始めたようで、王は激怒し、自動人形を処刑すると脅した。そこで職人は自動人形を切り開き、人造人間の内部構造を明らかにした。王は魅了され、さまざまな器官のような部品を取り除いて、自動人形の機能的相互依存性を実験した。王は「それでは人間の技術で創造主と同じことを成し遂げることができるのか」と驚嘆し、その自動化装置を没収した。[6]ほぼ同時代のインド仏教のジャータカ物語にも同様の逸話があるが、ここでは自動化の複雑さはヤン師のそれとは一致しない。[4]西暦紀元に仏教が導入される前、中国の哲学者は見かけと現実の区別を真剣に考えていなかった。列子は仏教哲学を反駁し、人間の創造力を創造主の創造力に例えている。[7]
インドのロカパンナッティは、紀元11世紀または12世紀に制作された一連の伝承集で、[8]秘密の仏塔にある仏舎利を守るために、自動化された兵士の軍隊（ブタ・ヴァーハナ・ヤンタ、つまり「霊魂移動機械」）がどのように作られたかという物語を語っています。このような人型のオートマトンを作るための設計図は、ギリシャ・ローマ・ビザンチン文化の総称であるローマ王国から盗まれたものです。ロカパンナッティによると、ヤヴァナ（「ギリシャ語を話す人々」）は、オートマトンを使って貿易や農業を行っていただけでなく、犯罪者を捕らえて処刑していました。王国を離れたローマのオートマトン製造者は、オートマトンに追われて殺されました。ロカパンナッティによると、アショーカ王は秘密の仏塔の話を聞き、それを探しに出発します。猛々しい戦士オートマトン同士の戦いの後、アショーカ王はオートマトンを作った長命の技術者を見つけ、それらを解体して制御する方法を教えられる。こうしてアショーカ王は、自動化された戦士の大軍を指揮することに成功した。このインドの物語は、人工生物の制御を失うことへの恐怖を反映しており、これはドラゴンの歯の軍隊に関するギリシャ神話でも表現されている。[9]
ヨーロッパのキリスト教伝説に触発されて、中世ヨーロッパ人は、尋ねられた質問に答えられる真鍮の頭を考案した。アルベルトゥス・マグヌスは、家事をいくつかこなせるアンドロイドを作ったとされていたが、アルベルトゥスの弟子トマス・アクィナスが、思考を邪魔するとして破壊した。[10]最も有名な伝説は、ロジャー・ベーコンが考案した青銅の頭に関するもので、ベーコンは動作の瞬間を逃したために破壊されたか廃棄された。[10]人間や動物に似たオートマタは、中世文学の空想の世界で人気があった。[11] [12]
オートマタ
紀元前4世紀、タレントゥムの数学者アルキタスは、蒸気で動く「鳩」と名付けた機械の鳥を提唱した。[13]ホメロスの『イリアス』における以前の言及を取り上げ、アリストテレスは『政治学』 （紀元前322年頃、第1巻第4部）で、オートマタが奴隷制度の廃止を可能にして人類の平等をいつの日か実現するだろうと推測した。
管理者が部下を必要とせず、主人が奴隷を必要としないという状況は、ただ 1 つしか考えられません。それは、ダイダロスの像やヘパイストスが作った三脚のように、命令の言葉や知的な予測によって、それぞれの道具が自分の仕事をこなせる場合です。ホメロスは、三脚について「それらは自らの動きでオリンポスの神々の集会に加わった」と語っています。まるで杼が自ら織り、撥が自らハープ演奏をするかのように。
ギリシャ人がエジプトを支配していたころ、オートマタを製作できる技術者が次々とアレクサンドリアに定着した。博学者クテシビオス（紀元前285-222年）に始まり、アレクサンドリアの技術者は、油圧や蒸気で動く実用的なオートマタを詳述した文書を残している。クテシビオスは人間のようなオートマタを製作し、宗教儀式や神々の崇拝によく使われた。アレクサンドリア最後の偉大な技術者の一人であるアレクサンドリアのヘロン（紀元10-70年）は、人形や舞台装置が機械的に動くオートマタ人形劇場を製作した。彼は空気圧に関する論文で、このようなオートマタの製作について説明している。[14]アレクサンドリアの技術者は、人間が自然を支配しているように見えることへの敬意と司祭の道具としてオートマタを製作したが、裕福な人なら誰でもオートマタを製作し、主に金持ちの娯楽として製作するという伝統も始めた。[15]
オートマタの製造の伝統はギリシャ世界で中世まで続いた。949年にコンスタンティノープルを訪れたクレモナのリウトプランド大使は、 皇帝テオフィロスの宮殿にあったオートマタについて次のように記述している。
「青銅製か金で覆われた木で作られたライオンは、尾で地面を叩き、口を開けて舌を震わせて吠えた」 「金メッキされた青銅の木。枝には同じく金メッキされた青銅製の鳥がいっぱいいて、鳥たちはそれぞれの種族にふさわしい鳴き声を発した」 そして「皇帝の玉座」そのものは、「巧妙に作られていて、ある瞬間には地面に落ち、別の瞬間には高く上がり、空に見えた」[16]
玉座の間の同様のオートマタ（歌う鳥、吠え、動くライオン）は、ルイトプランドの同時代のビザンツ皇帝コンスタンティヌス・ポルピュロゲニトゥスによって、著書Περὶ τῆς Βασιλείου Τάξεωςで説明されている。
中国では、蘇松が1088年に開封で建てた高さ10メートルの時計塔「宇宙機関」には、時間を知らせるチャイムや銅鑼や鐘を鳴らす機械人形などが備えられていた。 [17]自動化の偉業は唐代まで続いた。大豊馬は女王のために自動衣装係を作った。[18]英文亮は宴会で乾杯の挨拶をする男のオートマタと笙を演奏する木製の女のオートマタを作った。古代中国のオートマタで最もよく記録されているものには、9世紀初頭に中国に移住した日本人、韓直楽のオートマタがある。[19]
ビザンチン帝国やアラブ人などの古典時代以降の社会でもオートマタの製造は続けられた。ビザンチン帝国はアレクサンドリア人からオートマタの知識を受け継ぎ、それをさらに発展させて、例えばプロコピオスが510年頃に記述したような歯車機構付きの水時計を作った。オートマタ製造においてさらに重要な進歩が見られたのは中世アラブ世界であった。ハールーン・アッ＝ラシードは複雑な油圧ジャッキと動く人形を備えた水時計を作った。そのような時計の一つは807年にフランク王カール大帝に贈られた。 [20]バヌ・ムーサやアル＝ジャザリなどのアラブの技術者は水力に関する論文を出版し、水時計の技術をさらに進歩させた。アル＝ジャザリは水力で動く自動式の孔雀を作った。[21]彼はオートマタを動かすために車軸にカムの付いた水車を発明した。 [22]アル＝ジャザリの人型オートマタの1つは、水やお茶、飲み物を給仕できるウェイトレスだった。飲み物はタンクに貯められ、貯水タンクから飲み物がバケツに滴り落ち、7分後にカップに注がれる。その後、ウェイトレスが自動ドアから現れ、飲み物を給仕する。[23]アル＝ジャザリは、現代の水洗トイレで使用されている水洗機構を組み込んだ手洗いオートマタを発明した。女性の人型オートマタが水を満たした洗面器のそばに立っている。ユーザーがレバーを引くと水が排出され、女性のオートマタが洗面器に水を補給する。[24]さらに、彼はロボット音楽バンドも作った。[25]マーク・ロスハイムによると、ギリシャのデザインとは異なり、アラブのオートマタは劇的な錯覚を伴い、実用化のために人間の知覚を操作した。 [26]
アル＝ジャザリが1206年に死去する直前に出版した『巧妙な機械装置に関する知識の書』に記載されている分節歯車は、100年後に最も先進的なヨーロッパの時計に登場した。アル＝ジャザリは人型オートマタの製作手順も出版している。[27]アラビアのデザインをモデルにした最初の水時計は、おそらくシチリア島とスペインでのイスラム教徒とキリスト教徒の接触時に伝わった情報に基づいて、西暦1000年頃にヨーロッパで製作された。記録に残るヨーロッパ初の水時計の一つは、西暦985年に製作されたオーリヤックのジェルベールの水時計である。 [28]ヘロンのオートマタに関する著作は、 12世紀ルネッサンス期にラテン語に翻訳された。13世紀初頭の芸術家で技術者のヴィラール・ド・オヌクールは、いくつかのオートマタの設計図を描いた。 13世紀末、アルトワ伯ロベール2世は、エダン城に、人型ロボットや動物型ロボットを多数取り入れた遊園地を建設した。 [29]ジャックマールと呼ばれる自動鐘鳴らし機は、機械式時計と並んで14世紀にヨーロッパで人気を博した。[28]
最初に検証された自動化の1つは、1495年頃にレオナルド・ダ・ヴィンチ（1452–1519）が描いたヒューマノイドである。1950年代に再発見されたレオナルドのノートブックには、起き上がり、腕を振り、頭と顎を動かすことができる鎧を着た機械の騎士の詳細な図面が含まれていた。 [30] 1400年代半ばには、ヨハネス・ミュラー・フォン・ケーニヒスベルクが鉄製のオートマトン鷲とハエを作成した。どちらも飛ぶことができた。ジョン・ディーは、飛行可能な木製のカブトムシを作成したことでも知られている。[31]
17世紀の思想家ルネ・デカルトは、動物や人間は生物学的な機械であると信じていました。彼はノルウェーへの最後の旅行に、亡くなった娘フランシーヌに似た機械人形を持っていきました。[32] 18世紀には、おもちゃ職人の巨匠ジャック・ド・ヴォーカンソンがルイ15世のために、何百もの可動部品を持ち、食べたり飲んだりできる自動人形を製作しました。ヴォーカンソンはその後、人型のオートマトンを製作し、ドラマーと笛奏者は実際の人間と解剖学的に似ていることで有名になりました。[33]ヴォーカンソンの作品は、ヨーロッパの時計職人に機械式オートマトンの製造を促し、ヨーロッパの貴族の間では娯楽のために洗練された機械装置を集めることが流行しました。[32] 1747年、ジュリアン・オフレイ・ド・ラ・メトリは匿名で『人間機械』を出版し、その中でヴォーカンソンを「新しいプロメテウス」と呼び、「人間の体は時計であり、非常に巧妙に創意工夫されて作られた大きな時計である」と考察した。[34]
1770年代、スイスのピエール・ジャケ・ドローは子供のように見える動くオートマタを製作し、メアリー・シェリーを喜ばせ、彼女は1818年に小説『フランケンシュタイン、あるいは現代のプロメテウス』を執筆した。自動化の究極の試みは、ヴォルフガング・フォン・ケンペレンの『ターク』である。これは、人間を相手にチェスができる一見洗練された機械で、ヨーロッパを巡業した。この機械が新世界に持ち込まれたとき、エドガー・アラン・ポーがエッセイを書き、その中で機械装置が推論したり考えたりすることは不可能だと結論付けた。[32]しかし、『ターク』は後に手の込んだ偽物であることが明らかになった。機械の中には人間が隠れていて、その人間が内部から機械を操作していたのである。
19世紀、「日本のエジソン」として知られる日本の職人、田中久重は、非常に複雑な機械玩具を多数製作した。その中には、お茶を淹れたり、矢筒から矢を射たり、漢字を描いたりできるものもあった。1796年には、画期的な著書『からくり図解』が出版された。 [35] 1898年、ニコラ・テスラは、マディソン・スクエア・ガーデンで、遠隔操作ボートのプロトタイプ「テレオートマトン」を披露した。「外部からの意図的な制御なしに、理性があるかのように動くオートマトン」である。彼は、批判的な記者に対して、この発明は「無線魚雷」ではなく、「人類の重労働を担うロボット、機械人間の最初の種族」であると主張して、この発明を擁護した。[36]
近代史
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1900年代
1900年以降、L・フランク・ボームはオズシリーズの児童書に当時の技術を取り入れた。 『オズの魔法使い』 （1900年）では、サイボーグの ブリキの木こりの物語を語った。これは人間の木こりで、ブリキ職人の邪悪な斧で手足、頭、体が切断された後、それらを交換された。『オズの魔法使い』（1907年）では、絶えず巻き上げられて都合の悪い時に走り出す銅製のゼンマイ仕掛けの男ティック・トックを描いている。[38]
1903年、スペインの技術者レオナルド・トーレス・ケベドは、パリ科学アカデミーで「テレキノ」と呼ばれる無線ベースの制御システムを発表しました。[39]これは、人命を危険にさらすことなく、彼自身が設計した飛行船をテストする方法として意図されていました。オン/オフの動作を実行する他の方法とは異なり、トーレスは、さまざまな動作状態を持つ機械的または電気的デバイスを制御するシステムを確立しました。[40]送信機は、バイナリ電信信号によってさまざまなコードワードのファミリを送信でき、受信機はコードワードに応じて、使用中のデバイスで異なる動作状態を設定することができました。テレキノは19の異なるコマンドを実行できました。1905年、トーレスは電気三輪陸上車両で最初のテレキノのテストを行うことを選択しました。 [41] 1906年、スペイン国王を含む聴衆の前で、トーレスはビルバオ港でこの発明を実演し、2km以上の距離から制御しながら人を乗せたボートを岸から誘導した。[42]
1910年代
1912年、レオナルド・トーレス・ケベドは、チェスをプレイできる最初の真の自律型マシンを製作した。人間が操作する「ターク」や「アジーブ」とは対照的に、「エル・アジェドレシスタ（チェスプレイヤー）」は、人間の指示なしにチェスをプレイするために構築された真の統合オートメーションを備えていた。それは3つのチェスの駒でエンドゲームのみをプレイし、白のキングとルークを自動的に動かして、人間の対戦相手が動かした黒のキングをチェックメイトした。 [43] [44] 1951年、エル・アジェドレシスタはパリサイバネティック会議でサビエリー・タルタコワーを破り、マシンに敗れた最初のグランドマスターとなった。 [45] 1914年の論文「オートマチックに関するエッセイ」で、トーレスは、外部から情報を取得するセンサー、アームなどの外界を操作する部品、バッテリーや空気圧などの電源、そして最も重要な取得された情報と過去の情報を使用して「判断」を行うマシンを提案した。それは、外部情報に応じて反応を制御し、環境の変化に適応して行動を変えることができる生物として定義されました。[46] [47] [48] [49]
1920年代
「ロボット」という言葉が初めて使われたのは、チェコの作家カレル・チャペックが1920年に発表した劇作である。RUR （ロッサムの万能ロボット）は風刺劇で、ロボットはあらゆる不快な肉体労働を行う人工生物だった。[50]チャペックによると、この言葉は彼の兄弟ヨゼフがチェコ語の「労働」を意味するrobotaから作ったもので、スロバキア語では「労働」または「労働力」を意味する。[51] （カレル・チャペックは、父親が医師として働いていたスロバキアのトレンチャンスケ・テプリツェに滞在していたときに劇作に取り組んでいた。）劇「RUR」は、一般的な「オートマトン」という言葉に取って代わった。[52]
ウェスティングハウス・エレクトリック社は1926年にテレボックスを製作した。これは段ボールの切り抜きで、ユーザーがオン・オフを切り替えられる様々な装置に接続されていた。[53] 1927年にはフリッツ・ラングのメトロポリスが公開された。女性型ヒューマノイドロボットのマシーネンメンシュ（「機械人間」）は「パロディ」、「フューチュラ」、「ロボトリックス」、あるいは「マリアのなりすまし」（ドイツの女優ブリジット・ヘルムが演じた）とも呼ばれ、映画に描かれた最初のロボットとなった。[54]
最も有名な日本のロボットオートマトンが一般に公開されたのは1927年である。学天即は外交的な役割を担うことになっていた。圧縮空気で作動し、流暢に文字を書いたりまぶたを上げたりできた。[19]コンピュータ制御のサーボ機構が登場する前、大手企業の広報目的で多くのロボットが作られた。これらは基本的に、18世紀のオートマトンのように、いくつかのスタントを実行できる機械だった。1928年、最初のヒューマノイドロボットの1つがロンドンのモデルエンジニア協会の年次展示会で展示された。WHリチャーズによって発明されたエリックと名付けられたロボットは、 11個の電磁石と12ボルトの電源で駆動する1つのモーターを備えたアルミニウム の鎧で構成されていた。ロボットは手と頭を動かすことができ、リモコンまたは音声制御で制御できた。[55]
1930年代
産業用ロボットの最も初期の設計は、米国で生産されました。これらのマニピュレータは、人間の肩、腕、手首の運動をモデルにした関節を持ち、引っ張る、押す、押す、持ち上げるなどの人間の動作を再現しました。動作は、カムとスイッチのプログラミングによって制御できます。1938 年にウィラード V. ポラードは、電子コントローラ、空気圧シリンダ、および 6 つの動作軸を動かすモーターを備えた「位置制御装置」というアームの最初の特許を申請しました。しかし、大きなドラム メモリは、プログラミングに時間がかかり、困難でした。[56]
1939年、エレクトロとして知られるヒューマノイドロボットが世界博覧会に登場した。[57] [58]高さ7フィート（2.1メートル）、重さ265ポンド（120キログラム）のこのロボットは、音声コマンドで歩き、約700語（78回転レコードプレーヤーを使用）を話し、タバコを吸い、風船を膨らませ、頭と腕を動かすことができた。ボディはスチール製のギアカムとモーターの骨格で構成され、アルミニウムのスキンで覆われていた。[59]
1939年、コンラート・ツーゼは世界初のプログラム可能な電気機械式コンピュータを開発し、現在ロボットと呼ばれているヒューマノイドマシンの構築の基礎を築きました。[60]電気スイッチへのバイナリロジックの実用化はクロード・シャノンによって実証されていましたが、彼の計算機はプログラム可能ではありませんでした。[61]
1940年代
1941年と1942年に、アイザック・アシモフはロボット工学の三原則を策定し、その過程で「ロボティクス」という言葉を生み出した。[要出典] 1945年にヴァネヴァー・ブッシュは電子データ処理の可能性を調査したエッセイ「As We May Think」を出版した。彼はコンピューター、デジタルワードプロセッサ、音声認識、機械翻訳の台頭を予言した。彼は後にハイパーテキストの発明者テッド・ネルソンにその功績を認められた。[18]
1943年、アルトゥーロ・ローゼンブルース、ノーバート・ウィーナー、ジュリアン・ビゲローは、自動兵器システムの制御パラダイムとして人間の中枢神経系を採用した。そうすることで彼らはサイバネティクス（ギリシャ語で操舵手）の先駆けとなり、動物は感覚経験を自動的かつ不随意なフィードバックとして中枢神経系に継続的に伝え、呼吸、循環、消化などのプロセスを制御できるという仮定に基づいてデータ処理をモデル化した。[62]第二次世界大戦後、1946年のサイバネティクスに関する会議で、ウォーレン・マカロックは数学者、コンピュータエンジニア、生理学者、心理学者のチームを集め、生物学的システムを出発点とした機械操作の研究を行った。1948年に著書が出版された後、無生物システムがセンサーの使用を通じて生物学的および社会的システムをシミュレートできるというウィーナーのアイデアは、サイバネティック理論を産業用機械に採用することにつながった。しかし、サーボコントローラは望ましいレベルの自動化を達成するには不十分であることが判明した。[63]
複雑な動作をする最初の電子自律ロボットは、 1948年と1949年にイギリスのブリストルにあるバーデン神経学研究所のウィリアム・グレイ・ウォルターによって作られた。彼は、少数の脳細胞間の豊富な接続が非常に複雑な動作を引き起こす可能性があることを証明したかった。つまり、脳がどのように機能するかの秘密は、脳がどのように配線されているかにあるということだ。彼の最初のロボットであるエルマーとエルシーは、1948年から1949年にかけて作られ、その形状と動きの遅さから「カメ」とよく呼ばれた。3輪のカメ型ロボットは光走性があり、電池の電力が少なくなると充電ステーションまでたどり着くことができた。[要出典]
ウォルターは、アラン・チューリングやジョン・フォン・ノイマンなどの同時代人が精神プロセスをデジタル計算の観点から見る方向に転じていた時代に、脳のプロセスをシミュレートするために純粋にアナログな電子機器を使用することの重要性を強調した。ウォルターの研究は、ロドニー・ブルックス、ハンス・モラベック、マーク・ティルデンなどの後継ロボット研究者に影響を与えた。ウォルターの「タートルズ」の現代版は、 BEAMロボットの形で見ることができる。[64]
1949年、トニー・セールは地上に着陸したウェリントン爆撃機のスクラップ金属から作った、ジョージと名付けた6フィート（1.8メートル）のシンプルな人型ロボットを製作した。このロボットは発明家の小屋に保管されていたが、2010年に修復され、ウォレスとグルミットの発明の世界のエピソードで紹介された。再活性化後、トニー・セールはジョージを国立コンピュータ博物館に寄贈し、現在も一般公開されている。
1950年代
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1951年にウォルターは論文「学習する機械」を発表し、条件反射学習を実証することで、より高度な機械ロボットが知的エージェントとしてどのように機能するかを記録した。[18]
ユニメイトは、デジタルで操作されプログラム可能な最初のロボットであり、 1950年にジョージ・デボルによって発明され、「現代のロボット産業の基礎を表しています。」[65] [66]
日本では、ロボットは人気の漫画のキャラクターになりました。ロボットは文化的アイコンとなり、日本政府はロボット工学の研究に資金を提供するようになりました。最も象徴的なキャラクターの中には、愛、勇気、自信喪失などの人間の感情を教えられる鉄腕アトムがあります。文化的には、日本のロボットは人間の助け手と見なされるようになりました。[67]
1950年代半ばにトランジスタがコンピュータに導入されたことで、コンピュータのサイズは縮小され、性能が向上しました。そのため、コンピューティングとプログラミングは、自動化を含むさまざまなアプリケーションに組み込むことができました。 [68] 1959年にマサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者は、コンピュータ支援製造を実証しました。[69]
1960年代
デボルは1960年に最初のユニメートをゼネラルモーターズに販売し、1961年にニュージャージー州ユーイングタウンシップの工場に設置され、ダイカストマシンから熱い金属片を持ち上げて冷却液に入れる作業に使用された。[70] [71]「何の宣伝もなしに、世界初の実用ロボットが1961年春、ゼネラルモーターズのユーイングタウンシップ工場の組立ラインに加わった。それは自動化されたダイカスト金型で、真っ赤に熱せられたドアハンドルやその他の自動車部品を冷却液のプールに落とし、それを作業員の元へ運んでトリミングやバフがけを行うラインだった。」デボルが特許を取得した初のデジタル操作可能なプログラム可能なロボットアームは、現代のロボット産業の基盤となっている。[72]
ランチョアームは、カリフォルニア州ダウニーのランチョロスアミーゴス病院の障害を持つ患者を助けるためのロボットアームとして開発されました。このコンピュータ制御のアームは、1963年にスタンフォード大学に購入されました。[73] 1967年に、最初の産業用ロボットが日本で生産的に使用されました。バーサトランロボットは、アメリカンマシンアンドファウンドリーによって開発されました。1年後、ユニメーションによる油圧ロボットの設計が川崎重工業によって生産されました。[74]マービンミンスキーは1968年にテンタクルアームを作成しました。このアームはコンピュータ制御で、12個の関節は油圧で駆動されていました。[73] 1969年に機械工学の学生ビクターシャインマンはスタンフォードアームを作成しました。これは、ユニメートの命令が磁気ドラムに保存されていたため、最初の電子コンピュータ制御ロボットアームとして認識されました。[73]
1960年代後半、ベトナム戦争は自動指揮技術とセンサーネットワークの試験場となった。[75] 1966年、マクナマララインは実質的に地上部隊を必要としないことを目標に提案された。地震センサー、音響センサー、写真偵察、センサー起動式地雷からなるこのセンサーネットワークは、高コストのため部分的にしか実装されなかった。[76]周囲の状況を推論できる最初の移動ロボットであるシェーキーは、1970年にスタンフォード研究所（現在のSRIインターナショナル）によって構築された。シェーキーは、テレビカメラ、レーザー距離計、および「バンプセンサー」を含む複数のセンサー入力を組み合わせて移動した。 [73]
1970年代
1970年代初頭には精密兵器とスマート兵器が開発された。兵器はターミナル誘導を実装することでロボット化された。ベトナム戦争の終わりには、最初のレーザー誘導爆弾が配備され、標的に向けられたレーザービームを追って標的を見つけることができた。1972年のラインバッカー作戦ではレーザー誘導爆弾の有効性が証明されたが、それでも人間のオペレーターに大きく依存していた。ベトナム戦争末期には、発射したらオペレーターの注意や行動を必要としない「撃ちっぱなし兵器」も初めて配備された。[76]
ヒューマノイドロボットの開発は、1970年代に日本のロボット科学者によって大幅に進歩しました。 [77] 早稲田大学は1967年にWABOTプロジェクトを開始し、1972年に世界初の本格的なヒューマノイド知能ロボットであるWABOT-1を完成させました。[78]その四肢制御システムにより、下肢で歩行し、触覚センサーを使用して手で物をつかんで運ぶことができました。その視覚システムにより、外部受容体、人工の目と耳を使用して物体までの距離と方向を測定することができました。そして、その会話システムにより、人工の口を使って日本語で人とコミュニケーションをとることができました。これにより、それは最初のアンドロイドになりました。[79] [80]
フレディとフレディIIは、エディンバラ大学情報学部のパット・アンブラー、ロビン・ポプルストーン、オースティン・テイト、ドナルド・ミッチーによって作られたロボットで、数時間で木製ブロックを組み立てることができた。 [81] ドイツに拠点を置くKUKA社は、FAMULUSとして知られる6つの電気機械駆動軸を備えた世界初の産業用ロボットを開発した。[ 82]
1974年、マイケル・J・フリーマンは、授業のカリキュラムと、リーチムが教えるようにプログラムされた40人の生徒の特定の経歴情報が組み込まれたロボット教師リーチムを作成した。[83]リーチムは人間の音声を合成する能力を持っていた。[84]リーチムはニューヨーク市ブロンクス区の4年生の教室でテストされた。[85]
1974年、デビッド・シルバーは人間の手のような微細な動きができるシルバーアームを設計した。フィードバックはタッチセンサーと圧力 センサーによって提供され、コンピューターによって分析された。[73] SCARA （Selective Compliance Assembly Robot Arm）は、効率的な4軸ロボットアームとして1978年に開発された。部品を拾い上げて別の場所に置くのに最適だったSCARAは、1981年に組立ラインに導入された。[86]
スタンフォードカートは1979年に椅子がいっぱいの部屋を横断することに成功した。カートは主にステレオビジョンを利用して移動し、距離を測定した。[73]カーネギーメロン大学のロボット工学研究所は1979年にラジ・レディによって設立された。[87]
1980年代
1981年に金出武雄が最初の「ダイレクトドライブアーム」を開発した。この種のものとしては初めて、アームのモーターはロボット自体に内蔵されており、長いトランスミッションが不要であった。[89]
1984年にワボット2が公開された。オルガンを演奏できるワボット2は10本の指と2本の足を持っていた。ワボット2は楽譜を読んだり、伴奏したりすることができた。[90]
1986年、ホンダは人間とうまくやりとりできるロボットを作るためにヒューマノイドの研究開発プログラムを開始した。[91] 1989年にMITは、チンギスという六足ロボットを発表した。チンギスは、その製造法のおかげで迅速かつ安価に製造できることで有名で、4つのマイクロプロセッサ、22のセンサー、12のサーボモーターを使用していた。[92]ロドニー・ブルックスとアニタ・M・フリンは、「高速、安価、そして制御不能：太陽系へのロボット侵略」を出版した。この論文は、生産時間を増やし、ロボットを宇宙に打ち上げる難易度を下げるために、より小型で安価なロボットを大量に製造することを提唱した。[93]
1990年代
1994年、最も成功したロボット支援手術装置の一つがFDAの認可を受けた。サイバーナイフはジョン・R・アドラーが発明し、最初のシステムは1991年にスタンフォード大学に設置された。この放射線手術システムは、画像誘導手術とロボットによる位置決めを統合したものである。サイバーナイフは現在、脳腫瘍や脊椎腫瘍の患者の治療に使用されている。X線カメラが変位を追跡し、呼吸による動きを補正する。[94]
生体模倣ロボットRoboTunaは、1996年にマサチューセッツ工科大学の博士課程の学生であるDavid Barrettによって、魚が水中でどのように泳ぐかを研究するために作られました。RoboTunaは泳ぐように設計されており、クロマグロに似ています。[95]
ホンダのP2ヒューマノイドロボットは1996年に初めて公開されました。「プロトタイプモデル2」の略であるP2は、ホンダのヒューマノイド開発プロジェクトの不可欠な部分でした。高さ6フィート（1.8メートル）を超えるP2は、以前のモデルよりも小さく、動きがより人間に似ていました。[96]
ソジャーナ探査車は、わずか7日間の運用が予定されていたが、 1997年に83日間の運用を終えてついに停止した。この小型ロボット（重さわずか23ポンド、10.5kg）は、火星パスファインダー計画の一環として火星表面で半自律的な運用を行った。障害物回避プログラムを搭載したソジャーナは、惑星の表面を調査するためのルートを計画し、ナビゲートすることができた。ソジャーナは、環境や周囲の状況に関するデータがほとんどない状態でナビゲートする能力があったため、予期せぬ出来事や物体に対応することができた。[97]
P3ヒューマノイドロボットは、ホンダが継続中のヒューマノイドプロジェクトの一環として1998年に発表されました。[98] 1999年、ソニーは人間と対話できるロボット犬であるAIBOを発表しました。日本で発売された最初のモデルは20分で完売しました。[ 99 ]ホンダは2000年にヒューマノイドプロジェクトの最も進んだ成果であるASIMOを発表しました。ASIMOは走ったり、歩いたり、人間とコミュニケーションをとったり、顔、環境、声、姿勢を認識したり、環境と対話したりすることができます。[100]ソニーはまた、娯楽用に開発中の小型ヒューマノイドロボットであるソニードリームロボットを発表しました。[101] 2000年10月、国連は世界に742,500台の産業用ロボットがあり、その半分以上が日本で使用されていると推定しました。[31]
2000年代
2001年4月、カナダアーム2が軌道上に打ち上げられ、国際宇宙ステーションに取り付けられた。カナダアーム2は、スペースシャトルで使用されているアームのより大きく、より高性能なバージョンであり、「よりスマート」であると称賛されている。 [102]また4月には、無人航空機 グローバルホークが、カリフォルニア州のエドワーズ空軍基地から南オーストラリアのエディンバラ空軍基地まで、太平洋上を自律無着陸飛行した。飛行は22時間で行われた。[103]
人気のロボット掃除機ルンバは、2002年にiRobot社によって初めて発売されました。[104]
2002年、シンシア・ブリージールは著書『社交的なロボットの設計』で、 ロボットが人間を模倣するというアイデアを初めて探求した一人であり、将来的にはヒューマノイドロボットに新しいタスクを実行するように教えることが、単にそれを見せるのと同じくらい簡単になる可能性があるという研究を発表しました。[105] 2000年代前半を通して、ブリージールは人間とヒューマノイドロボットの間の表現的な社会的交流の実験をしていました。MITで博士号を取得している間、彼女はKismet、Leonard、Aida、Autom、Huggableというヒューマノイドロボットに取り組みました。[106]そうすることで、ブリージールは、ロボットがあまりにも頻繁に物とだけやり取りし、人とはやり取りしないことが問題であることに気づき、ロボットは人間同士の関係を改善するために使用できると提案しました。
2005年、コーネル大学は、着脱可能なブロックモジュールのロボットシステムを公開した。これは自己複製が可能な初のロボットと言われており、それを構成するブロックの近くに配置すれば、自身のコピーを組み立てることができる。[107] 2003年に打ち上げられた火星探査車スピリットとオポチュニティは、1月3日と24日に火星の表面に着陸した。両ロボットは当初予想されていた距離の何倍もの距離を移動し、オポチュニティは大規模な砂嵐により通信が途絶える前の2018年半ばまで稼働していた。[108]
自動運転車は2005年頃には登場していたが、改良の余地があった。DARPAグランドチャレンジ（2004年）に出場した15台のデバイスのうち、コースを完走できたものは1台もなかった。実際、150マイル（240 km）のオフロードコースの5%以上を走行できたロボットはなく、賞金100万ドルは未獲得のままだった。[109] 2005年、ホンダは新しい動作と機能を備えたASIMOロボットの新バージョンを発表した。[110] 2006年、コーネル大学は「スターフィッシュ」ロボットを発表した。これは、自己モデリング[説明が必要]と、損傷を受けた後も歩行を学習できる4本足ロボットである。[111] 2007年、トミーはエンターテインメントロボットのi-sobotを発売した。これは、人間のように歩き、キックやパンチを実行できるだけでなく、「スペシャルアクションモード」で面白い技や特別なアクションも実行できるヒューマノイド二足歩行ロボットである。
2010年代
2010 年代は、一般的に入手可能なロボット部品の可用性、パワー、汎用性が大幅に向上し、ロボットが日常生活に大量に普及した時代であり、楽観的な憶測と新たな社会的懸念の両方を引き起こしました。
ヒューマノイドロボットの開発は進歩し続け、ロボノート2は2011年にスペースシャトルディスカバリー号のSTS-133ミッションで国際宇宙ステーションに打ち上げられ、宇宙初のヒューマノイドロボットとなった。当初の目的は技術者に宇宙で器用なロボットの振る舞い方を教えることだったが、アップグレードや進歩によって、いつか宇宙ステーションの外に出て、宇宙遊泳者が宇宙ステーションの修理や増築をしたり、科学研究をしたりするのを手伝うことが期待されている。[112] 10年後には、ヒューマノイドや動物のようなロボットは、難しい障害物コースをクリアしたり、バランスを保ったり、さらには体操の技を披露したりできるようになった。[113]しかし、2010年代のロボット開発の大部分は、より小型でより特化した非ヒューマノイドロボットがより安価で、より高性能で、より普及したものとなった。
ムーアの法則と、チップ上の軽量で強力なシステムへのデジタル電子部品の統合の増加により、ロボット システムの操作に必要な大量の計算を、より小型のデバイスで実行できるようになりました。チップとセンサー技術のこれらの進歩の多くは、スマートフォンの成長と普及によって推進され、日常使用の高まる需要を満たすためにこれらの新しい部品が必要になりました。
これらの部品のコストと重量の削減により、新しい種類の特殊用途ロボットが急増しました。10年初頭に目新しいものだったクアッドコプターは、自律航行と安定化機能を備え、安定化された高解像度カメラ、レーダー、測量機器など、ますます強力なセンサーを搭載し、ロボットシステムのユビキタスプラットフォームになりました。10年の終わりまでに、 4Kカメラと自律航行を備えたロボットクアッドコプターのコストは、趣味人の予算の範囲内にまで下がりました。[114] Amazonなどの企業は、クアッドコプターを使用して貨物を自律的に配達することを検討していましたが、このシステムの展開は10年間で大規模には行われませんでした。[115]
この10年間は、人工知能の能力も急成長した。2010年代を通じて、ロボットに搭載されるオンボードコンピューターの容量が増加し、ロボットは人間の指示なしにますます複雑な動作を実行できるようになり、より複雑な方法でデータを独自に処理できるようになりました。モバイルデータネットワークの成長と人工知能アプリケーション用グラフィックカードの性能向上により、ロボットは遠く離れたクラスターとリアルタイムで通信できるようになり、非常にシンプルなロボットでも最先端の人工知能技術を組み込む能力が効果的に向上しました。
2010年代には、ロボットやAIシステムがこの計算能力の向上を活用できる新しいソフトウェアパラダイムも成長しました。ニューラルネットワークは2010年代にますます発達し、Googleなどの企業がTensorFlowなどの製品への無料かつオープンなアクセスを提供し、ロボットメーカーはニューラルネットを迅速に統合して、最小かつ安価なロボットでも顔認識や物体識別などの機能を実現できるようになりました。 [116]
2010 年代のロボットの成長は、オープンソース ソフトウェア運動の勢力の増大とも一致しており、多くの企業が自社の人工知能ソフトウェアへの無料アクセスを提供しました。コンパクトなシングル ボード コンピューターのRaspberry PiシリーズやマイクロコントローラーのArduinoシリーズなどのオープンソース ハードウェア、およびセンサーやモーターなどの電子部品の増加は、2010 年代を通じて劇的にパワーが向上し、価格が低下しました。3Dプリントなどの製造技術のコスト低下と相まって、これらの部品により、愛好家、研究者、製造業者は同様に、高度な人工知能を発揮する専用ロボットを迅速かつ安価に構築し、その設計を世界中の人々と共有できるようになりました。
自動運転車は、この10年間で投機的なものから現実のものへと移行した。10年後には、ほとんどの新車は、近くの車両や車線逸脱の可能性などの危険について車の運転手に警告できるロボットサブシステムを搭載して製造された。 [117] 2014年、新しいテスラ車には、最終的には完全な自動操縦ソフトウェアシステムをサポートするために必要なコンピューターハードウェアが搭載され、その後数年間にわたってますます自律的なソフトウェアシステムがアップデートで登場した。[118] 10年後には、大規模な高速道路での自動運転が可能になったが、依然として人間の監視が必要だった。[119]
この10年間のロボットの能力の成長は、経済力が大手多国籍テクノロジー企業の手に集中するのと並行して起こったため、これらのロボットの能力が消費者に提供する企業によって悪用される可能性があるという懸念が高まっている。アマゾンによるルンバの買収は、ロボットのセンサーとカメラによって収集されたユーザーの家の内部のデータが、ユーザーのインフォームドコンセントなしに保存、共有、分析される可能性があるというデータプライバシー擁護派の懸念につながった。[120]同様に、小型の飛行クワッドコプター、ホームオートメーション、ロボットによる顔認識機能の普及は、中国における少数民族弾圧の申し立て[121]や米国の法執行機関によるプライバシー権の侵害に関する懸念など、人権侵害に関する深刻な懸念を引き起こしている。[122]ロボットシステムが、かつては人間のオペレーターに限られていたタスクをますます実行できる能力を示すにつれて、多くの倫理学者は、複雑なシステムを操作するロボットは公共の安全を確保するために必要な道徳的または倫理的保護手段を持たない可能性があるという懸念を提起した。[123]
2010年代を通じて、人間はロボットとの関係の本質を探求し続け、ロボットは権利に値する意識を持った存在であるか、そうなるだろうという一般的な信念、そして人間の潜在的な同盟者またはライバルであるという傾向が示された。2017年10月25日、リヤドで開催された未来投資サミットで、女性代名詞で呼ばれるソフィアというロボットにサウジアラビアの市民権が付与され、国籍を持つ最初のロボットとなった。[124] [125]これは、ソフィアが投票したり結婚したりできることを意味するのか、または意図的なシステムシャットダウンが殺人と見なされる可能性があるのか明らかではないため、論争を呼んでいる。また、サウジアラビアの人間の女性に与えられる権利がいかに少ないかを考えると、物議を醸している。[126] [127] 2010年代の人気芸術作品、例えばHBOによるウエストワールドの復活などは、ロボットへの共感を促し、人間性と意識の問題を探求した。[128]
10 年代の終わりまでに、商業用ロボットや産業用ロボットが広く使用されるようになり、人間よりも安価に、または人間よりも正確かつ確実に仕事をこなすようになり、製造、組み立て、梱包、輸送、地球や宇宙の探査、外科手術、兵器、研究室での研究、消費財や工業製品の大量生産に広く使用されるようになった。[129]産業全体、サービス部門、以前は人間に限られていた創造的または高度なスキルを必要とする仕事でのロボットの使用の増加により、10 年代後半には大量の技術的失業が発生するという懸念が生じた。[130]
10年の終わりごろには、ロボット工学はナノテクノロジーの規模で進歩し始めていた。2019年、ペンシルバニア大学のエンジニアたちは、成熟した半導体産業から借りた技術を使って、わずか数週間で何百万ものナノボットを作成した。人体に注入でき、無線で制御できるほど小さいこれらの極小ロボットは、将来的には薬を投与したり手術を行ったりして、医療と健康に革命を起こす可能性がある。[131]
参照
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さらに読む
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- ブレット、G.「ビザンチンの『ソロモンの玉座』のオートマタ」スペキュラム29（1954）：477-87。
- グレイザー、ホルスト・アルバート、ロスバッハ、サビーネ：人工人間、フランクフルト/M.、ベルン、ニューヨーク 2011 「人工人間。悲劇的な歴史」、電子書籍「人工人間。ロボット、アンドロイド、レプリカント、サイボーグ、クローン、その他すべての本当の歴史」
- サリバン、P.「中世のオートマタ:ブノワの『トロワのロマン』の「美しき部屋」。」恋愛学6（1985年）。 1 ～ 20 ページ。
- 10分でわかるロボットの歴史。2022年10月20日アーカイブ、Wayback Machineにて