凍てつく寒波のなか、二足歩行ロボットを歩かせてわかったこと（動画あり）

「極渦」と呼ばれる自然現象がある。この1月末に米中西部を襲った寒波の原因となった強い寒気団のことだ。だが、ここでは極渦が世界の気象にどのような影響を及ぼすかについて説明しようとしているのではない。寒波でわたしたちの健康や生活に何が起きたかもひとまずは置いておいて、今回の異常気象を実際に活用した人たちについて紹介したい。

正確には人間ではなくモノで、「Cassie（キャシー）」という名の二足歩行ロボットだ。人類が震えながら寒さに耐えているとき、このダチョウの首から下だけを切り取ったような外見のロボットは、ミシガン大学の敷地内を果敢に歩き回っていた。すべては科学の進歩のためだ。

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ミシガン大学でロボット工学を研究するジェシー・グリズルは、「寒気到来というニュースを聞いて、こうした極端な気象の下でどれくらいの時間耐えられるかを調べることにしました」と話す。「かわいく見えるかと思ってマフラーを巻くことも考えたのですが、それが実験結果に影響を及ぼす可能性について誤解を与えると困るので、結局やめました」

氷点下でもバッテリーへの影響なし

マフラーの冗談はさておき、今回の実験は科学的に重要な意味をもっている。ロボットは今後、寒波だけでなくさまざまな異常気象に対応していく必要があるからだ。

人間はマイナス50℃といった環境ではあっという間に凍傷になってしまうが、ロボットなら細胞が壊死する心配はない。ただ、エンジニアの想定をはるかに超えた気象条件では問題が生じる可能性もあるのだ。

極端に寒い場合、まず最初に出てくる懸念はバッテリーだ。外気温が低くなるにつれ、バッテリーの化学反応の速度も遅くなり、電圧が降下して電池容量が低下する。身近なところでは、スマートフォンや電気自動車（EV）でも同じことが起きる。

だが、キャシーは氷点下の過酷な環境でもバッテリーに影響は出なかったようだ。グリズルは「屋外では活動時間が短くなると予想していましたが、結果としてそんなことはありませんでした」と話す。

キャシーは北極のような寒さのなかで1時間半も歩き続けたが、バッテリーには十分な余裕があった。なぜそれが可能だったかは不明だという。

いきなり倒れたキャシー

一方で、別の問題が明らかになった。キャシーは遠隔操作で動いていたが、実験の開始後20分で電気系統が故障した。研究室での使用を想定して設計されたシステムであることを考えれば、驚きではないだろう。

グリズルによると、いきなり電源が切れてキャシーが倒れたため原因がよくわからず、屋内に運び込んで分解し、ケーブルをつなぎ直した。1台数千ドルもするロボットが倒れるというのはまずいが、この天気では仕方がない。「バッテリーのカヴァーが破損しました。プラスチックが寒さでもろくなっていたため、ガラスのように砕けてしまったのです。粘着テープで補修しました」

こうして、キャシーは再び氷点下のウォーキングを始めたが、動作音が通常とは違い、動くたびにきしむような音を立てたという。内部の電気モーターでは金属の歯車が高速回転し、非常に複雑な動きをしている。

ただ、この音を除けば、可動部を含めて何の問題も生じなかった。グリズルも「大丈夫そうに見えましたよ」と太鼓判を押す。

キャシーを改良する上で貴重な機会

今回の寒波は、キャシーを改良していく上で貴重な機会だった。二足歩行ロボットは研究室では人間とほぼ同じように動けるところまで進化しているが、今後は現実世界に適応していくことが課題となる。極端に低い温度だけでなく、例えば氷や雪の上を歩くといった練習も必要だ。

グリズルはこう話す。「人間は雪の地面を歩くときには水平方向の動きに意識を集中しています。足を高く上げ下げすることで、雪に埋まってしまうことを防ぐためです。普段とは歩き方を変える必要があります」

現在は、こうした状況にはそれぞれの動作環境を想定したプログラムを用意することで対応している。ただ、機械工学の世界では、将来的にはロボットが自ら周囲の環境を判断し、動き方を選択することを目指した研究が進んでいる。成功すれば、キャシーは例えば遊歩道から砂地に落ちたときでもそれを理解して、自動で歩き方を切り替えられるようになる。

そして、これを学ぶうえで最適なのが、実際に特殊な環境でロボットを動かすことだ。グリズルの研究室でも昨年、キャシーに火の中を歩かせる実験をしている（猛火の次は極寒の氷の上とは、まるで『ゲーム・オブ・スローンズ』のようではないか）。

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「人間なら耐えられないような環境でも動かせるようにすることが目標です。キャシーが今回のような気象条件でも歩けるようになれば、例えばGPS機能を利用して、寒さのなかで立ち往生している人を発見することができます」

その仕事は人間ではなくキャシーに頼んだほうがよさそうだ。

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TEXT BY MATT SIMON

TRANSLATION BY CHIHIRO OKA