ボストン・ダイナミクス、ロボットにパルクールを習得させる:その意義とAtlasの進化

ボストン・ダイナミクスのエンジニアは、人間の行動に着想を得た新しい動きを開発し、ヒューマノイドロボットの限界に挑みながら、ロボットAtlasに難しいパルクールのコースを走破させる訓練を行った。その結果、2台のAtlasはほぼ完璧に障害物コース全体をクリアした。 

ロボットの難度の高い動きの中には、バック宙もある。すべての動作がカメラに収められたため、エンジニアたちの努力は世界中に知られることになった。しかし、研究者たちは完璧に終わりはないと考えている。最後のバック宙の後、ロボットの1台は、試合終盤にアウトを取ったメジャーリーグの投手のように腕を振る動作をするはずだった。ところが、その動作の最中にAtlasが少しつまずいた。 

ボストン・ダイナミクスのAtlas部門責任者であるスコット・クインダーマ氏は次のように述べた。「宙返りの後にこうした動作をさせたのは今日が初めてで、まさに実験でした。動画をよく見ると、少しぎこちなく見えます。以前テストした動作に変更し、うまくいくという確信をある程度持てるようにするつもりです」。 

動画を見ると、「なぜパルクールなのか」という疑問が湧く。確かに、ロボットに障害物コースを走らせて何の役に立つのだろうか。 

土台づくり

バック宙ができることが商用の場面で役立つことは、おそらくないだろう。しかし、ロボットがいずれ平均的な成人と同程度の器用さで周囲の環境に対応できるようになれば、潜在的な用途はほぼ無限に広がる。 

「ヒューマノイドはいくつかの観点から興味深い存在です。第一に、どこでも働き、何でもこなせる未来のロボットという私たちのビジョンを体現しています。 技術的な観点では、ヒューマノイドは研究グループとして歓迎したい課題をいくつも突きつけます。大きさと複雑さが組み合わさることで、強度と重量の比、稼働時間、可動域、物理的な信頼性といった点でハードウェア設計にトレードオフが生じます。 結局のところ、Atlasのようなヒューマノイドロボットの能力を拡張することは、ボストン・ダイナミクスのすべてのロボットに応用されるハードウェアとソフトウェアのイノベーションにつながります」

スコット・クインダーマボストン・ダイナミクス Atlas部門責任者

パルクールは分野としてどれほど具体的で狭く見えても、Atlasチームに新しい動作を試すための「理想的なサンドボックス」を提供してくれる。これは全身を使う活動であり、ロボットにさまざまな状況でバランスを保ち、動作間をなめらかに切り替えることを求める。 

Atlasの進化

Atlasの過去の動画を見ると、チームがこの間にどれほどの成果を上げたかを見落としやすい。一部の改良は一般の視聴者には分かりにくいが、技術面では大きな飛躍を意味している。 

たとえば同社は、さまざまなダイナミックな動きを生み出し、それらを繰り返せる特定の順序につなげる能力を示すため、ロボットのダンス動画を撮影した。しかし、その場合のロボットは周囲の環境を感知せず、それに反応することもなかった。 

パルクールでは、ロボットは見えているものに基づいて動作を適応させる。つまり、エンジニアはロボットが遭遇しうるあらゆる足場や隙間に対するジャンプ動作を、事前にプログラムする必要がない。代わりにチームは、より少数の行動パターンを作成し、それを環境に対応づける。 

シミュレーションは、Atlasチームにとって重要な開発ツールであり、ロボットでテストする前に新しい動作を評価するためにも、ソフトウェアの新たな変更が既存の機能に悪影響を与えないことを確認するためにも使われている。 

クインダーマ氏は次のように指摘する。「私たちがバリアを飛び越えるとしたら、ロボットには伝えられない体のいくつかの特性を使うことになります。たとえばロボットには背骨や肩甲骨がないので、可動域が私たちとは異なります。また、胴体が重く、腕の関節は比較的弱いのです。こうした制約の中で機能する解決策を見つけるためにツールを拡張することが、ジャンプを興味深い課題にしました」。 

喜びと失望

動画の撮影中、Atlasがジャンプの場面までたどり着けたのはおよそ半分の試行だった。それ以外では、ロボットはバリアを越えたものの、バランスを崩して後ろに倒れた。研究者によれば、新しい動作には必ず小さな失敗の可能性がある。ボストン・ダイナミクスのパルクールは、ジャンプ、ジョギング、方向転換が約60秒間途切れず続くため、失敗も起こりうる。 

ボストン・ダイナミクスが2台のロボットによるパルクールを一緒に撮影したのは初めてだ。撮影クルーはAtlasのパフォーマンスを楽しんだ。ロボットが最後の動きにたどり着いたとき、エンジニアたちはカメラが止まるまで拍手をこらえるのがやっとだった。 

スコット・クインダーマ氏によれば、ロボット工学の喜びの一つは本当に重要な問題を解決できることだが、同時にそれは避けられない失望ももたらす。 

「20年後の世界に、優雅さと信頼性をもって動き、人間と協力して私たちの生活を豊かにしてくれる高性能な移動ロボットがいないとは想像しにくいです。しかし、その未来をつくる取り組みはまだ初期段階にあります。このようなデモンストレーションが、何が可能かを少しでも示せればと思います」とエンジニアは述べた。