指揮官のいない1024台のロボットが、星形に整列した — ハーバードが見せた「群れの知能」
1台ずつは直径3センチ、自分がどこにいるかも正確には分からない。そんな「できの悪い」ロボットを1024台ばらまくと、誰の命令もないのに星形へ整列しはじめる。
1024台が、1枚の絵から星をつくった
ハーバード大学の研究チームが2014年にScience誌で発表した実験がある。床にばらまかれたのは「Kilobot（キロボット）」と名づけられた小型ロボット、その数1024台。1台の部品代はおよそ2000円ほど。脚はなく、体を細かく振動させて氷の上をすべるようにじりじり進む。
1台のできることは、びっくりするほど少ない。GPSなし。地図もなし。半径10センチ以内の仲間と赤外線でこっそり連絡を取り合えるだけで、「自分が全体のどこにいるのか」すら知らないまま動く。なのに研究チームが1枚の絵——星、レンチ、アルファベットのK——を全機に送ると、群れはゆっくり動き出し、その形へ組み上がっていった。指揮官は、どこにもいない。
中央のコンピュータが「お前は右、お前は左」と座標を割り振ったわけでもない。研究チームは、この振る舞いを生き物の群れにならって設計したと述べている。
賢いのは、1台じゃない
タネを明かすと、各ロボットが持っているのは超シンプルなルールだけ。「すでに出来上がった形の縁に沿って進め」「先客より先には行くな」——ざっくり言えばその程度。1台の視点では、隣を気にしながら端っこをぐるぐる回っているにすぎない。
その単純なルールを1024台が同時に回すと、全体としては「絵の通りの形」という複雑な結果が立ち上がる。研究者はこれを創発（emergence、部品の足し算からは予想できない性質が集団から勝手に湧き出てくる現象）と呼ぶ。
| 1台のKilobot | 1024台の群れ | |
|---|---|---|
| 自分の位置 | 分からない | 全体像は誰も持たない |
| できること | 振動で少し動く・隣と赤外線通信 | 星やレンチの形へ整列 |
| 強み | ほぼなし（単体では無力） | 数台壊れても全体は崩れない |
| 弱み | 単体では何もできない | とにかく遅い・形が少しゆがむ |
同じ研究室は、シロアリをまねた建築ロボット「TERMES」もつくっている。シロアリには設計図の共有もリーダーもいない。各自が目の前の壁の状態を見て、ブロックを置くか進むかを決めるだけ。それでも蟻塚は建つ。研究チームがこのやり方をロボットに移したところ、数台のロボットが一切会話せずに階段状の構造物を積み上げた、と報告している。
「ロボットの軍隊」は、すでにあなたの荷物を運んでいる
「ロボットの軍隊」と聞いて浮かぶやつ——銃を構えた人型ロボットの行進——は、いったん忘れていい。群ロボット研究が指している未来は、もっと地味で、もっと生活に近い。
あなたが夜中にポチった通販の箱。あれを倉庫で動かしているのは、すでにこの「群れ」の発想で走るロボットだったりする。Amazonは世界の倉庫で、棚ごと持ち上げて移動するロボットを75万台以上稼働させていると公表している（台数は変動するため公式発表を参照）。1台1台は単純でも、群れとして膨大な注文をさばく。人型でもなければ、武器も持っていない。
群れで動くロボット、あなたの暮らしに入ってきてほしい？
ただし、群れはのろい
夢みたいな話に聞こえてきたら、冷や水を一杯。Kilobotの実験で、1024台が1つの形に組み上がるまでにかかった時間は、長いときで約12時間。スマホをいじって寝落ちして、起きてもまだ並んでいる、くらいの遅さだった。
個体はよく事故る。途中で動けなくなるロボット、列に挟まって渋滞を生むロボット。最終的に出来上がった形も、設計図と並べると輪郭が少しゆがんでいた。数台が壊れても全体は崩れない——その頑丈さの裏側で、全員の小さなズレが積もって輪郭がぼやける。
俺がこの実験でいちばんゾッとしたのは、星形が完成したことじゃない。全体図を誰ひとり見ていないのに、ちゃんと完成してしまう、という部分だ。賢いリーダーがいなくても、単純なやつが大量に集まれば形になる。それが頼もしいのか、薄気味悪いのか——まだ自分でも決めかねている。
参考・出典
- Programmable self-assembly in a thousand-robot swarm (Michael Rubenstein, Alejandro Cornejo, Radhika Nagpal, 2014) — Science (Vol. 345, Issue 6198)
- Designing Collective Behavior in a Termite-Inspired Robot Construction Team (Justin Werfel, Kirstin Petersen, Radhika Nagpal, 2014) — Science (Vol. 343, Issue 6172)
