ヨッキー・マツオカが現代のロボットハンドをいかにして開発したか、そして私たちが彼女から何を学ぶことができるか

編集者注： ワシントン大学の元コンピュータサイエンス教授、ヨーキー・マツオカ氏は、今週出版予定のロバート・グリーン氏の新著『Mastery』の著者の一人です。本稿はヴァイキング・プレスの許可を得て抜粋を転載したものです。

何かの分野やスキル、特に複雑なものを習得するには、問題を解決するための標準的な多くの詳細、技術、手順に没頭しなければなりません。しかし、注意を怠ると、私たちはあらゆる問題を同じように捉え、刷り込まれた同じ技術や戦略に縛られてしまいます。革新的なニューロボティクスの先駆者であるヨッキー・マツオカの人生を検証すると、この真実が明らかになります。

ヨッキーは、自分が他の人とは違うと感じていました。服装や外見というよりも、むしろ興味の対象が彼女を際立たせていました。1980年代初頭、日本でティーンエイジャーだった彼女は、将来キャリアにつながる特定の分野に集中することが期待されていました。しかし、成長するにつれて、彼女の興味は広がるばかりでした。彼女は物理学と数学が好きでしたが、生物学と生理学にも惹かれました。彼女は才能あるアスリートでもあり、プロテニス選手になる可能性もありましたが、怪我でその夢は断たれました。それだけでなく、彼女は手を使うことや機械をいじることが大好きでした。

カリフォルニア大学バークレー校で学部課程を始めたとき、彼女はほっとしたことに、彼女の旺盛で幅広い関心を満たすであろうあらゆる種類のより大きな疑問を広げそうなテーマ、つまり比較的新しい分野であるロボット工学に出会ったのです。学部課程を修了後、この分野をさらに探求したいという好奇心から、彼女はMITのロボット工学修士課程に入学しました。学科での仕事の一環として、彼女は製作中の大型ロボットの設計を手伝うことになり、すぐにロボットの手の設計だけに専念することにしました。彼女は以前から人間の手の複雑さと力に魅了されており、数学、生理学、ものづくりなど、彼女の多くの関心を組み合わせる機会を得て、ついに自分の適所を見つけたように思えました。

しかし、手の開発に着手すると、彼女は改めて自分の考え方がいかに人とは違うかを痛感した。学科の他の学生はほとんどが男性で、彼らはあらゆることを工学的な問題に矮小化する傾向があった。ロボットにできるだけ多くの機械的なオプションを詰め込み、人間らしい動きや行動をさせるにはどうすればいいのか、といった問題だ。彼らはロボットを本質的に機械だと考えていた。ロボットを作るということは、一連の技術的な問題を解決し、基本的な思考パターンを模倣できる、いわば動くコンピューターを作ることを意味していた。

松岡は全く異なるアプローチをとった。彼女は可能な限り生命に近く、解剖学的に正確なものを作りたかった。それこそがロボット工学の真の未来であり、その目標を達成するには、はるかに高度な問いに取り組むことを意味した。つまり、何が生命を育み、有機的に複雑なものにするのか？彼女にとって、進化、人体生理学、神経科学を学ぶことは、工学に没頭することと同じくらい重要だった。キャリアパスは複雑になるかもしれないが、彼女は自分の意志に従い、それがどこへ導くのかを見極めようとした。

設計を進めるにあたり、松岡は重要な決断を下した。それは、人間の手を可能な限り忠実に再現したロボットハンドのモデルを作ることから始めるということだった。このような膨大な作業に取り組む中で、彼女はそれぞれの部位がどのように機能するかを真に理解する必要に迫られた。例えば、手の様々な骨をすべて再現しようとすると、一見無関係に見えるさまざまな突起や溝に遭遇した。人差し指の関節の骨には、片側を大きくする突起がある。この細部を研究する中で、彼女はその機能を発見した。それは、手の中央にある物をより力強く掴む能力を与えているということだ。このような突起が、特にその目的のために進化したというのは奇妙に思えた。おそらく、手が人間の発達においてますます重要になるにつれて、これは何らかの突然変異が進化の一部となったのだろう。

この流れを引き継ぎ、彼女はロボットハンドの手のひら部分に取り組みました。彼女は、この部分が様々な意味で設計の鍵となると判断していたのです。多くのエンジニアにとって、ロボットハンドは最適なパワーと操作性を実現するように設計されていました。様々な機械的なオプションを組み込むものの、動作させるにはモーターやケーブルを最も使い勝手の良い場所、つまり手のひらに詰め込み、完全に硬直させてしまうのです。このようなハンドを設計した後、彼らはソフトウェアエンジニアに押し付け、操作性を取り戻す方法を考え出させようとします。しかし、この硬直性のために、親指は小指に触れることができず、エンジニアは結局、同じような非常に制限されたロボットハンドを完成させることになります。

松岡は逆から着手した。彼女の目標は、手の器用さの要因を解明することだった。そして、柔軟で湾曲した手のひらを持つことが重要な条件の一つであることは明らかだった。この高次の視点から考えると、モーターとケーブルは別の場所に配置する必要があることが明らかになった。手のあらゆるところにモーターを詰め込んですべてを動かせるようにするのではなく、彼女は、手の中で最も可動性の高い部分は、掴む能力の鍵となる親指だと判断した。そこに、彼女はより多くの力を加えることにしたのだ。

彼女はこの道を歩み続け、人間の手の驚異的なメカニズムの細部を次々と解明していった。彼女がこの独特な方法で研究を進めるにつれ、他のエンジニアたちは彼女と彼女の奇妙な生物学的アプローチを嘲笑した。「時間の無駄だ」と彼らは言った。しかし最終的に、彼女が「解剖学的に正しいテストベッドハンド」と呼んだものは、すぐに業界のモデルとなり、義手の全く新しい可能性を明らかにし、彼女のアプローチの正当性を証明し、彼女のエンジニアリングスキルに対する名声と評価を獲得した。

しかし、これは手の有機的な性質を解明し、文字通り再現するという彼女の探求の始まりに過ぎませんでした。ロボット工学の修士号を取得した後、彼女はMITに戻り、神経科学の博士号を取得しました。現在、手と脳の繋がりを非常に独特なものにする神経信号に関する深い知識を武器に、彼女は脳に実際に接続し、まるで本物のように動作し、感覚的にも感じられる義手の開発を目指しています。

多くの分野で、私たちは同じ精神疾患を目にし、診断することができます。これを私たちは「テクニカル・ロック」と呼ぶことにします。標準的な方法で問題を解決する際に、私たちは常により単純な、根深い標準的な方法で問題を解決しようとしてしまいます。その過程で、私たちは全体像、つまり自分が何をしているのかの目的、そして直面する問題がそれぞれどのように異なり、異なるアプローチが必要なのかを見失います。私たちは一種のトンネルビジョンに陥っています。このテクニカル・ロックはあらゆる分野の人々を苦しめ、仕事の全体的な目的、目の前にあるより大きな問い、そしてそもそも何が自分を仕事に駆り立てるのかという感覚を失わせます。

ヨーキー・マツオカ氏は、この問題の解決策を見出し、自身の分野の最前線に躍り出ました。それは、ロボット工学で主流だった工学的なアプローチへの反発から生まれたものでした。彼女は生まれつき、より大きなスケールで物事のつながりを深く考え、常に物事のつながりを深く探求しています。人間の手がなぜこれほどまでに完璧なのか、手は私たちの存在や思考にどのような影響を与えてきたのか、といった問いです。こうした大きな問いを研究の根底に据えることで、彼女は全体像を理解せずに技術的な問題にばかり焦点を絞ってしまうことを避けています。このように高いレベルで考えることで、あらゆる角度から探求する力が生まれます。手の骨はなぜこの形をしているのか？手のひらがなぜこれほど柔軟なのか？触覚は私たちの思考全体にどのような影響を与えているのか？といった問いを、彼女は「なぜ」という問いを通して、細部にまで深く入り込むことができるのです。

これをあなた自身の仕事のモデルにすべきです。あなたのプロジェクトや解決しようとしている問題は、常に何か大きなもの、つまりより大きな問い、包括的なアイデア、刺激的な目標とつながっているべきです。仕事が停滞し始めたら、最初にあなたを駆り立てた大きな目的と目標に立ち返らなければなりません。この大きなアイデアは、あなたの小さな探求の道を導き、さらに多くの探求の道を開いてくれます。常に自分の目的を思い出すことで、特定の技術に執着したり、些細な詳細に過度に執着したりすることを防ぐことができます。こうすることで、より高次のレベルでのつながりを求めようとする人間の脳の自然な強みを活かすことができるのです。

ロバート・グリーンは、ニューヨーク・タイムズ紙のベストセラー『権力の48の法則』『誘惑の芸術』『戦争の33の戦略』『50番目の法則』の著者です。彼の新著『Mastery』が明日出版されます。