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今日のヒューマノイドが器用さを学ばない理由

概要

  • 本記事は、現代のヒューマノイドロボットが今後数十年で人間並みの器用さを獲得できない理由を解説
  • これまでの研究史や産業応用の現状を振り返りつつ、現実的な限界を指摘
  • 現在の投資や技術的アプローチが抱える根本的な課題を整理
  • 二足歩行ロボットの安全性や、15年後のヒューマノイドロボットの姿についても考察
  • 体言止めと箇条書きで論点を明確化

なぜヒューマノイドロボットは人間のような器用さを獲得できないのか

  • ヒューマノイドロボット への巨額投資と過剰な期待

    • 数百億円〜数千億円規模の VCや大手テック企業 による資金投入
    • 「人間並みの作業を安価かつ同等にこなせる汎用機械」への幻想
  • 人間並みの器用さ 獲得の必要条件

    • 人間の労働環境でそのまま代替できることへの期待
    • マニピュレーション(物体操作) 能力が技術・経済両面での鍵
  • 歴史的経緯 とこれまでの限界

    • 1960年代から続く ロボットハンド・アーム の研究史
    • WABOT-1 (早稲田大学)、 ASIMO (Honda)、 ATLAS (Boston Dynamics)などの開発
    • 産業用ロボットでは 並行2指グリッパー吸盤型エンドエフェクタ が主流
    • 人型多関節ハンド は実用化・量産化に至らず
  • 汎用的な器用さ の壁

    • 一部の特定タスクは可能でも、 人間のような多様な応用 には全く到達せず
    • 動画やデモで見せる「特定の芸当」以外は汎用化できない現状
  • エンドツーエンド学習 への過度な期待

    • 音声認識や画像分類、LLMでの成功体験をそのままロボット制御へ適用しようとする風潮
    • 人間の動作データを学習させても、 本質的な器用さや応用性 は獲得できず
  • Benjie Holson による「ヒューマノイドロボット・オリンピック」提案

    • 8歳児なら容易にこなせる15種の課題(例:裏返った袖のシャツをハンガーにかける、手についたピーナッツバターを拭う等)
    • これらを全てこなせる汎用ロボットは未だ存在せず

二足歩行ヒューマノイドの安全性の課題

  • 人間の近くで安全に歩行できる ことの難しさ

    • 転倒時の衝撃や予測不能な動作による危険性
    • 制御アルゴリズムやセンサー の高精度化・冗長化が不可欠
  • 現状の技術水準 では、公共空間や一般家庭での実用化は困難

15年後のヒューマノイドロボットの姿

  • 現在のヒューマノイド や人間とは異なる外見・機構

    • 実用的な形状や機能への最適化が進む予測
    • 特殊用途向けの設計 や「人間の形状」にとらわれない進化
  • 多様なロボット形態 の共存

    • タスクごとに最適化された専用ロボットとの棲み分け
    • 「万能な人型ロボット」の幻想からの脱却

結論

  • 現代のヒューマノイドロボット が今後数十年で人間並みの器用さを獲得する可能性は極めて低い
  • 巨額投資や過剰な期待よりも、 現実的な課題認識と技術開発 の積み重ねが重要
  • 安全性や実用性、そして「人型」の意味を再考する時代

Hackerたちの意見

人工知能の研究者たちは、65年以上にわたって[X]を[Y]しようと努力してきた。1万種類の問題に対してね。その中には最近解決されたものもたくさんあるよ。ロボティクスは、他の技術に比べて非常に速いペースで進化している。巧妙なロボットに関して、何か障壁があるとは思わないし、そう推測する理由もない。AIソフトウェアモデルやサービスとロボティックAIの主な違いは経済的なものだと思う。AIソフトウェアのタスクあたりのコストは…すごく安い。でも、AIを搭載したロボットのタスクあたりのコストは…何桁も高い。1人の顧客にサービスを提供するための限界コストは、全く比べ物にならない。100万人の顧客が使っている「チャットボットの艦隊」を置き換えるのはボタン一つでできることだ。ハードウェアの世界では考えられないことだよ。進歩が遅く見えるのは、ChatGPTやClaudeがオンラインで会話するのと同じように、リアルな世界で同じように器用に動けるハードウェアは最初は非常に高価になるからだ。ロボティクス企業は、器用さだけに焦点を当てているわけじゃない。非常に厳しい経済的制約の中で器用さの改善に取り組んでいる。安価な器用さを実現するには時間がかかるだろうね。

私は、巧妙なロボットに関して何か障壁があるとは思わない。事前学習データ?

重要なタスクの一つは、棚から箱を選んでパレットにきれいに置くこと、そしてその逆もできるようにすることだね。人々はこの問題に長い間一生懸命取り組んできて、すごいデモもあるけど、まだ誰も自分の最高の箱操作ロボットを実際の倉庫環境で使う準備ができていない。箱を一貫して拾って、別の場所に置くのはそんなに難しいことなのかな?どうやらかなり難しいみたいだね。

器用なロボットに対する障壁や理由は知らないな。ヒューマノイドロボットを作るのに根本的な障壁はないと思うけど、コストが非常に高い障壁になるだろうね。人間は自然の究極のロボットだよ。何百ものサーボ、何百万ものセンサー、米袋から自己組み立て、軽微な損傷の自己修復。これを超えるのは、しばらく無理だと思う。

画像やテキスト、音をデジタル化する方法はわかったけど、触覚はまだデジタル化できてないっていうのは面白いポイントだね。せいぜい、触った感覚を言葉で説明するくらいしかできない。嗅覚も似たような状況だよ。全くデジタル化できてないし。

言葉で説明するのがどれだけ役立つかは分からないけど、すでにかなりのデータがあると思う。まずはタッチセンサーを作るのがいいと思うし、もうかなり進んでるみたいだね。それからロボットを遠隔操作して、たくさんのデータを集めるのがいいんじゃないかな。もしくは、人間に録音できる手袋をつけさせて、普通の生活をしてもらうとか。

最近、匂いをデジタル化する研究が進んでるみたいで、特にOsmoって会社が注目されてるよ。元Googleの機械学習研究者たちが立ち上げたんだって。https://www.salon.com/2025/01/05/digital-smell-has-arrived-a...

触覚は3Dベクトルの2Dフィールドなんだ。画像として簡単に保存・送信できるし、ニューラルネットワークでも簡単に処理できる。温度や痛み/損傷のチャンネルを追加することもできるけど、ほとんどの操作タスクには必須じゃないみたい。(実際、彼が主張するほど触覚は重要じゃないと思う。もちろん、触覚でタスクを学んだ人はそれなしでは苦労するけど、やっぱりできるし、すぐに戦略を変えて改善すると思う。)触覚の問題は、安くて耐久性があって軽くて薄くて修理可能で敏感で形に合わせられるセンサーを作ることなんだ。表現はそれに比べたら簡単だよ。

そう遠くないうちに(もうその兆しは見えてるけど)、ヒューマノイドロボットは足に車輪をつけるようになるだろうね。最初は2つ、後にはもっと増えるかも。人間の脚の形とは全く似ていないものになるけど、それでもヒューマノイドロボットと呼ばれるだろうね。完全に同意するよ。車輪は脚よりも安くて、耐久性があって、効果的だもん。もし進化の過程で車輪ができる道があったら、人間も車輪を持ってたはずだよ。

車輪が進化するための圧力って何だろう?道路がないと無意味だよね。

車輪のセンサーは爪みたいなものだね。中枢神経系や脳はどこに行くんだろう?

車輪は素晴らしいけど、ロボットが階段や縁石みたいな不均一な表面に遭遇すると大変だよね。だから、何らかのステッピング機能はやっぱり必要だと思う。

世界には縁石や階段、段差、カーペット、車両などがいっぱいある。人間サイズのロボットなら、常に倒れないようにすごく広いベースが必要だから、ちょっと狭い場所だとすごく不器用になるよね。車輪と引き換えに足を失いたくはないな。車椅子の人たちは、見落としを修正するためにずっと戦ってるし。車輪ベースのヒューマノイドロボットは妥協としてはあり得るけど、安定性のない二足歩行プラットフォームにこだわる理由はあまりないと思う。例えば、犬サイズの体に3〜4本の小さな足と、長い腕を何本か持たせることもできるよね。

車輪への進化の道があったとしたら、見つけるのは難しいね。平坦な世界で十分なインセンティブがあって、良い「ベアリング」を当然のものとして考えても、どうやって生物的なつながりを維持しつつ、無限に回転できる車輪の器官を進化させることができるのか?いくつかの難しくてグロテスクな結末が考えられるけど:

  • 車輪は固定回数だけ回転して、クリーチャーは反対方向に「巻き戻る」必要がある。この案が最も現実的に思えるけど、実際の車輪ではない。
  • 本体が内部で交換用の車輪を作り(歯のエナメルのように)、定期的に「死んだ」車輪を排出してスポークに取り付ける。このオプションだと、非常に強いリム材料を生成しやすくなるだろう。
  • 生物的なクイックリリース/クイックコネクトシステムで、車輪の器官が移動するために切り離され、再接続して廃棄物を排出し、栄養を得る。
  • 車輪の生物が生きていて半自律的な共同体で、自分たちの栄養を得る方法を持っているかもしれない。もしかしたら、えっと…授乳するのかな。うえっ。

車輪は [...] 足よりも効果的だ。あなたのリビングルームではね。でも、密林に足を踏み入れてみて(それが私たちのために作られた場所だ)たら、その発言は現実から遠く離れてるよ。

300年前に自動食器洗い機がどんな形をしているか聞いたら、今の湿った棚のようなものよりも人間に近い形だったと思う。多くのタスクがそんな感じになるんじゃないかな。ヒューマノイドロボットがそのタスクを解決する必要がある理由を考えるのは、想像力の欠如だと思う。そういうタスクは少数派になるんじゃないかな。

これは何かの格言にするべきだと思う。「最も役立つロボットは、人間のように見えない(またはなろうとしない)ロボットだ。」なぜか(フリッツ・ラングやガンダムなどを見てると)人類はロボットが人間に似ていることに深い欲望や好奇心を持っている気がする。猫はロボット猫を欲しがるのかな?

そうだけど、それは特定の作業に特化してるし、多くの人が求めてるのは、既存の環境を変えずに多様な作業ができるロボットなんだ。料理や掃除、洗濯(畳むのも含めて)をしてくれるロボットが欲しいけど、そのロボットが使うスペースに自分が住む必要がある。最も明白な方法はヒューマノイドロボットで、それがナニー会社が取り組んでいる理由なんだけど、彼はそれがうまくいかないって主張してるんだ。

家や工場で動かないロボットには、足が必要だよね。車には車輪がいいけど、物を乗り越えたり(散らかった床とか)、階段を上ったりするには不向きだから。だから、計算能力とアルゴリズムがうまく機能するなら、足があるのが理にかなってる。あとは創造性を発揮する余地があるし。人間は頭があって、脳も目もそこにあるけど、ヒューマノイドロボットには頭が必要ないし、胸や背中にカメラをつけて、脳も胸に入れられる。役立つものに応じて、二本の腕に制限される必要もない。胸の中央に一つ、両側に二つの安価な腕を持つこともできるし、四本、両側に二本ずつ持つこともできる。三本の手があったらいいなと思ったこともあるけど、問題は見た目が変だってこと。非伝統的なデザインは、どうしても不気味の谷に落ちちゃうから、どんなに技術的に優れていても、一般市場には売れないんだよね。変な車や乗り物の歴史を見ればわかる。だから、想像力の欠如じゃなくて、実用性の問題なんだ。

ブルックスは、音声を短い時間セグメントに分けて、そのセグメントを周波数領域に変換する事前処理について説明している。彼は、触覚データに対して同様の事前処理がないことを嘆いている。なるほど。でも、その後、視覚に進むと、視覚処理に入る形はピクセルの配列だ。あれはあまり事前処理がされてないね。画像センサーに存在していたものとほぼ同じだ。古い視覚処理のアプローチでは、さまざまな人間が定義した特徴セットを持つ特徴抽出器があったけど、それは行き止まりだった。今日のニューラルネットは、自分で特徴を見つけて抽出する。触覚センサーはセンサーの問題に悩まされている。いくつかの高精細な皮膚のようなセンサーが作られたけど、耐久性や摩耗が大きな問題だよ。ただ、エンドレンチのような剛性のあるツールを考えてみて。人間はエンドレンチを使ってボルトの位置を感じ取り、ボルトの周りにレンチを回して、ナットを締めたり緩めたりするために圧力をかけたりできる。でも、得られる情報は位置と力の6自由度だけだよ。ツールのビジネスエンドが剛性であれば、得られる情報はかなり限られてしまう。それでも多くのことを成し遂げることはできるけどね。(私はこのアイデアをLLM以前の時代に試してみたけど、あまり進展しなかった。)それが問題に取り組むための一つの方法だと思う。ここに、外科医が小さな手術道具で折り紙の鶴を折る練習をしている動画があるよ。[1] これらは剛性のある道具だから、得られる触覚情報は限られている。これは取り組むべき良い問題だね。[1] https://www.youtube.com/watch?v=5q-HHoqzQi0

ボルトを締めるとき、力を加える角度が変わるんだよね。だから、6方向の固定位置に力を加えるだけじゃなくて、各位置で6方向に力を加える必要がある。そういう相互作用から、物体の重さや重心など、いろいろなことを学べるんだ。さらに、ロボットは通常、単一の剛体マニピュレーター以上のものを持ってるし。

うん、人間は安価なロボットアームを使って、かなり複雑な操作を遠隔操作できるよ!

それはいい問題だね。どのラボだったかは分からないけど(たぶんGoogleかな?)、最近、機械学習モデルを使ったロボットが紙を折るデモをやってたよ。

それは、音声認識が機械学習と空気圧センサーで解決できるって言ってるようなもんだね。

彼は「PROLOG」じゃなくて「Prologue」って書きたかったんじゃないかな。自分の好きな宣言型プログラミング言語が現代のロボットセンシング問題を解決するのに使われてるのかと思ってワクワクしながら数分考えたけど、ただのスペルミスだったみたい… :(

そうだね、彼はすぐにGOFAIについて話し始めて、敵をさらに混乱させるんだよね…

Q: プロログのプログラマーが電球を交換するのに何人必要か? A: 嘘。

「ロボット」って言葉がタイトルから抜けてるのはちょっと重大な見落としだと思う…

少なくとも私には、ヒューマノイドが何を意味するのかは明らかだったけど、私はこの分野で働いていたからね。

タイトルを見たときの最初の感想は「でもヒト科はすでにかなり器用だよね」だった。

かかしやセックスドールの器用さが大きな問題だとは感じないな。

ナットをボルトにねじ込んでみて。スレッドがうまく噛み合って、クロススレッドになってないときの指の感覚に注意してみて。次に、スタンダードドライバーをネジ頭に差し込んで、ネジを固定して、ねじ込んでみて。うまくいかせるためには、同時に押し込んでトルクをかけないといけないし、ブレードが穴から滑り出したりネジ頭を傷つけたりしないようにしないといけない。これが簡単だと思うなら、子供に教えてみて。ナットとドライバーをうまく扱うのに苦労するのを見てみて。私たちの手は、大きな運動制御と非常に細かい運動制御の両方が本当に得意なんだよ。

その作業にはとても繊細な力のフィードバックが必要で、金属部品の中で起こりうる複数のシナリオに瞬時にマッピングされるんだ。例えば、ネジが噛み合ってしまった感じがするのか、ちょっと錆びてるのか?もう少しだけ、でも優しく捻ってみて確かめてみよう。

ナットやボルトの扱いには、正直言って自分も苦労してて、ほぼ諦めそうになることもある。でもこの記事が見落としてるのは、ロボットが簡単に操作できるように環境を整えることができるってこと。標準化されたナットやボルトだけにして、IDを刻印しておけば、ロボットはどう使うかを正確に知ることができる。皿もロボットが認識できるサイズで認証されてたり、持ちやすい場所に目に見えないマークがついてたりするかもしれない。マッチ棒は標準化されたガスライターに置き換えられるかも。もしかしたら、ロボット会社がそれを自分たちで売ることもあるかもね。

物理的なAIのための「聖杯テスト」を考えたんだ。「キーリングを使ってドアを開ける」ってやつ。視覚、器用さ、物理的制約の理解などが関わってくる。私たちの手がこんなに気軽にこれをやってのけるなんて、信じられないよね。

そうだね、触覚的なものは動物だけがアクセスできる暗いデータストリームのように説明できるかも。神経終末のことを言ってるんだ。どんなセンサーの組み合わせでも、その豊富なデータは得られないよ。ライダーや加速度計では、冷たいのと熱いの、デコボコと滑らかなのを区別できない。一方で、今日は猫が4メートルの棚から飛び降りて、手のひらよりも幅の狭い2メートルのフェンスの上に着地するのを見て、どうして私たちが自分たちよりも環境をナビゲートするのが明らかに上手な存在に驚かないのか不思議に思ったよ。

正直、言語についても同じことを言ってたよね。言葉や概念のニュアンスは、単語生成器が正しく組み合わせるのが難しいって。でも今はLLMがある。映像生成についても同じことを言ってた。光や影、微表情のニュアンスを再現するのは難しいって。でもLLMはそれをかなりうまくやってる。物理的なLLMもそのうち出てくるはず。

こういう真剣な議論があって、「人間は魔法のような存在」みたいな話がないのがいいね。AIの推論の限界についての議論ではよく見かけるけどさ。(著者は、今のヒューマノイドについて言ってるって明言してる。)特にこれにはちょっと驚いた:> 「触覚がない。人間の手はセンサーでぎっしり詰まってる。ロボットの手でそれに近い感覚を得て、人間のパペティアが使えるようにするのは、今のところ不可能。」これって、例えば自動運転車と比べると、センサーのレベルではすでに人間を超えてるからね。

タッチセンサーってあるよね。前に働いてた会社のスピンオフが、ゴムに埋め込まれた圧力センサーを使って、かなり可愛いロボットと敏感な触覚を実現してるんだけど、解像度が低くて横の力は測れないんだ。 [1]https://www.takktile.com/

スポーツをやってきたことや自然ドキュメンタリーをたくさん見てきたせいか、95%の時間をデスクに座って過ごしてる人たちが、動物の体がどれだけ優れていて、正直言って「魔法のような」存在かを理解してないように思える。コメントの中には、自分のマッスルカーがチーターよりも早く加速できるって言ってる人がいるけど、確かにそうだけど、チーターのように曲がれるのか、岩に飛び乗ったり降りたりできるのか、ぴったりのタイミングで加速して獲物に飛びかかることができるのか、そして自分が潰されたり蹴られたりしないようにできるのか?人間はイギリス海峡を泳ぎ渡ったし、キューバからフロリダ、アラスカからロシアまで泳いだこともある。サハラ砂漠を横断したこともあるし、2000フィートの垂直の岩壁を手だけで登ったこともある。地球上のすべての8000メートル級の山の頂上に立ったこともある。エベレストの頂上や、夏のデスバレーの真ん中、密林の奥深くなど、ATVやスノーモービル、ヘリコプターが入れない危険な場所にも行ける。もちろん、ナットをボルトにねじ込んだり、ロックされたドアを開けたり、スケボーでトリックを決めたりもできる。結局、私たちも他の動物もただの機械であって、進化した計画から育ったのではなく、設計された計画から作られた機械が同じことをする理由は原則としてないわけじゃないけど、実際には多くの人が思っているよりも難しい問題なんだ。2000年代後半に戦車部隊にいたときも、アフガニスタンに行くときはいつも歩兵として行ってた。なぜなら、私たちのトラックや戦車は岩だらけで急な山では全く役に立たなかったから。でも、十分に訓練された人間が通れない地形はどこにもないんだ。

ブルックスが人型ロボットの課題として感覚や電気機械的な問題に焦点を当てているのにはちょっと驚いたよ。人間の形をしているだけじゃ意味がないし、人間の脳が必要なんだよね。特に、汎用的に使えるようにするには、いろんなタスクに適応できる能力が求められるし。これらのロボットは新しいタスク(あるいは同じタスクでも違う工場や作業ステーションで)をどうやって訓練するつもりなんだろう?役に立つためには、実際の仕事の中で学ぶ能力が必要だと思う。シミュレーションでいろんなことを事前に訓練されていて、自然言語や模倣の指示を受けられるとしても、シミュレーションから現実へのギャップを埋めたり、知識を実践に活かすためには、少なくともランタイムで学ぶ必要があるよね。テスラやマスクは、シミュレーションで訓練された自動運転車でロボティクスビジネスに入っていると思っているみたいだけど、車は自由度が2つ(速度と操舵角)しかなくて、ただ運転するだけのタスクしかこなせない。汎用の人型ロボットは、全然別のレベルの複雑さがあるんだよ。