砂漠植林ロボットとフィットネス洗濯機：00年代以降の「あの同級生」が心を開いた

少し前、ビリビリのトップUP司会者「こんにちは先生、私の名前は何童雪です」が「Airdesk」を開発して再び人気を集めました。中国のインターネット技術革新の波の中で生まれ、2000年代以降は時代によって新たなラベルが付けられ、世界を理解しながら、世界を変えようともしている。

大学のキャンパスにも、想像力豊かな「ミスター・ヘイ」がいます。まるでトランスフォーマーのように、自転車のハンドルを折りたたんで前輪ロックにしたり、机に向かって勉強しているときに「足を震わせる」という悪い癖を洗濯機の「動力」に変えたり、故郷の風や砂が強すぎる場合は、ロボットに木を「運ばせて」植えたり水やりをするようにプログラムしたり...。これらのポスト00年代の発明家たちは、身の回りに潜む「バグ」を見つけ出し、創造性を駆使して新しい製品を生み出しています。

周囲の「痛みのポイント」を突き止める

「試作品が完成して最初のテストをしたら、黒い雑巾が真っ白になっていて、私たちもびっくりしました！」2003年生まれの穆明星さんとクラスメイトたちは、頭の中にあるアイデアを段階的に試作品に仕上げるのに19日かかり、とても興奮していました。

穆明星さんは昨年清華大学に入学し、新たなキャンパスライフをスタートさせた。学業が忙しく、寮での休み時間も同じだったため、「人が多すぎてお粥が少なすぎる」公共の洗濯機は彼とクラスメートにとって大きな問題になりました。 「ミニ洗濯機を買って寮に置くと、電気代などの問題に直面することになります。手動で操作でき、フィットネスにも使える手動ミニ洗濯機を開発できないでしょうか？」

そこで、穆明星さんは他の3人のクラスメートとチームを組み、「寮用高効率フィットネス洗濯機」の設計・開発に着手した。何もないところから製品を作ることはできません。授業での議論で、穆明星が当初の計画スケッチを発表した後、クラスメートから出されたさまざまな実際的な質問によって、そのスケッチはほぼ「破壊」されそうになった。

「当初の設計にはアウターバレルが含まれておらず、トランスミッション構造もまだ突飛なアイデアでした。今後の製品は学生寮や一部の未開発地域で販売されることを考えると、価格が高すぎるわけにはいきません。原材料の選択には特に注意を払う必要があり、衣類がきれいに洗えることも保証する必要があります。」何をするか？穆明星さんは中国青年報と中国青年網の記者に対し、先生が「エンジニアリング能力は訓練を通じて身につく」「試作品を作り、その過程で段階的に問題を解決するように努めるべきだ」と言っていたことをいつも心に留めていると語った。

清華大学の1年生、丁凱瑞さんも穆明星さんと同じように、「折りたたみハンドル」を使って、教室前の駐車スペースの混雑という「解決困難な問題」を解決したいと考えている。最初の議論の際、彼は黒板にスケッチを描き、クラスメートの「折りたたんだときに前輪をロックできますか？」という質問にインスピレーションを受けました。2つのアイデアが組み合わさり、「折りたたむ」ことでスペースが半分近く節約され、同じエリアに駐車できる車両が増えただけでなく、新たな利点ももたらされました。三角形の構造とロック設計を採用し、2つの折り畳みハンドルが前輪ロックに変身します。「アイアンマンの胸にあるリアクターのようなものです。私たちの設計により、自転車の乗り心地がもっと良くなることを願っています。」

交通手段としては、安全性を第一に考えなければなりません。丁凱瑞は記者に対し、実際に安全性の問題を繰り返し検討したとし、「例えば、ハンドルの長さ調整構造を追加したが、変更された構造の設計は単純で、ブレーキやギアシフトなどの基本機能には影響しない」と語った。

穆明星さんと丁凱瑞さんの研究は、自分たちの身の回りの悩みを解決することを目的としていますが、21歳の高洪志さんはさらに先を考えます。

上海の百度研究開発センターオフィスでは、高洪志氏が新製品の開発に参加している。彼は昨年、東北大学秦皇島分校から中国科学技術大学に入学しました。彼は、インターンシップの機会と入学の成功が、大学1年生の時に砂漠の植樹ロボットを開発するという彼の決意と密接に関係していると感じています。

高洪志さんの故郷は甘粛省鼓浪県です。子供の頃、砂嵐を経験し、「1分間も屋外にいると体が砂まみれになる」ほどでした。年月が経つにつれ、故郷がどんどん緑豊かになっていくのも見てきました。かつて、砂漠に木を植えることの難しさについて友人と話していたとき、彼は新しいアイデアを思いつきました。「人力での植林はとても大変だ。ロボットにやらせたらどうだろう。自動化を専攻する学生として、私たちは専門知識を使って問題を解決できる」。大学に広く吹き荒れるイノベーションと起業の波に乗って、彼は機械工学、情報科学、情報管理、情報システムなどの専攻の同級生とともに「砂漠統治ロボット」プロジェクトのスタートアップチームを結成し、製品の研究開発の道を歩み始めました。

外部の力の助けを借りて、私たちは破壊から学ぶことができる

日々の観察に基づいて心を開き、「何ができるか」の次に「どのようにすればよいか」という疑問が浮かびます。製品の研究開発の全プロセスをやり遂げようと決意しているものの、最初の一歩をどう踏み出すかが、穆明星氏とチームメンバーを悩ませている問題となっている。

「私たちは新入生で、専門課程を始めたばかりで、知識構造はまだ高校レベルです。私たちが思いついた解決策は、類似製品を分解し、その製品構造を研究し、そこから学ぶことです。」穆明星氏は記者に対し、試作品の原材料はすべてオンラインショッピングプラットフォームと中古リサイクルプラットフォームで見つけたものだと語った。「ステンレス製のバレルを内筒としてリサイクルし、回転式脱水モップを分解し、メイントランスミッションシャフトを洗濯機に移植し、同様の原理で作業しました。残りの部品を分解すると、メインシャフト固定スチールボールがボールベアリングと同じ役割を果たし、抵抗を大幅に減らし、洗濯機が楽に動くなど、予想外の発見がありました。」

しかし、「理想は満ち溢れているが、現実は乏しい。」製品の組み立てとテストの過程では、無負荷テスト中にバレル軸が誤って破損したり、図面と実際のツールが一致しなかったりするなどの困難を経験しました。最終的には、学校のiCenterラボで継続的にテストすることで解決策を見つけ、「描画、切断、溶接などの新しいスキルを習得しました。」彼らの意見では、大学に入学したばかりの頃は専門知識が不足しているが、「外部の力を利用して試行錯誤し続けることを学ばなければならない。良い製品は、作り続ける価値がある」という。

ディン・カイルイ氏と彼のチームメンバーも同じ経験をしました。「iCenter の先生を見つけて、助けてもらいたいと思いました。例えば、ハンドルバーの下の 2 つのギアは、経験豊富な先生の推奨に従って最適化されました。3D プリント技術を使用してギアを追加したところ、構造がより安定しました。」車のロックは、通常の車のロックをインターネットで購入し、それを切断して新しい車のロックを組み立て直しました。

高洪志氏はまた、自分とチームメンバーが砂漠管理ロボットの開発を決めた時、「専門知識が足りず、プロジェクトを進めながら学ぶ必要があった」と認めた。当初の設計では、現地の植栽条件を考慮して、水、養分、固形養分などを苗保護カバーに組み込み、苗の初期成長に必要な栄養分を供給しました。その後、ロボットは「バックパック」を背負い、ロボットアームを伸ばして苗を掴み、植栽することができます。

「実用的な観点から言えば、ロボットが木を植える役割だけを担うのは、少し『無駄』です。ロボットが人力による植樹を置き換えるのであれば、植樹プロセス全体に浸透する必要があります。例えば、植樹が終わった後に、ロボットが定期的に木に栄養を補給し、水をやるようにします。」まったく新しい機械構造とまったく新しい技術は、大学の学部生のグループにとって「すぐに実現するのは難しい」ようです。 「当時の技術では、ロボットを愚かに動かすことしかできず、目的をまったく達成できませんでした。PaddlePaddle プラットフォームには、多くの成熟したディープラーニングとオープンソースの技術が統合されていることを学びました。初心者であっても、プラットフォーム上の開発キットを使用して、AI 認識などの技術をすぐに適用し、ロボットをよりスマートにすることができます。」

高洪志氏は記者団に対し、砂漠植物識別機能の構築時には実際のデータが不足しており、砂漠に行って収集する方法がなかったと語った。 PaddlePaddle プラットフォームのスタッフは、甘粛省蘭州のプラットフォーム開発者との連絡を支援し、彼らのデータを活用してこの重要な AI 認識機能を完成させました。 「現在、このインターネットロボットは、植樹、メンテナンス、障害物回避などの機能を備えており、独自の適応制御システム、AI認識機能、クラウドデータ監視システムを備えています。」彼らは多くのバージョン変更を経て、すべての機能を実行する小さなプロトタイプを開発し、審査員の提案を吸収して改善を続けたいと願いながら、さまざまなイノベーションおよび起業家精神のコンテストに参加しました。現在、チームは当初の4人から数十人にまで成長しました。高洪志さんは「私たちは皆、とても意義深いことだと思っていることのために一緒に働いてきました」と感慨深げに語ります。

昨年後半には、小型の試作品をスケールアップして実用化に向けた試験機を製作し、秦皇島の砂地で新たな試験と改良の段階に入った。彼らの次の目標は、ロボットの構造をよりシンプルにし、操作をより効率的にし、プログラム内の経路計画をより合理的にすることです。

「何氏」は、この製品が一般大衆に利益をもたらすことを期待している

高洪志氏は商業化のために会社を設立することも検討したが、砂漠管理の公共福祉と地域性の特殊性により、市場の需要は小さく、利益を上げるのは難しい。同校の起業家育成プログラムの支援を受け、「製品を磨き上げてより完璧なものにするために全力を尽くし、将来的に実用化されてからより実践的な問題を解決していくことを期待したい」と抱負を語った。

穆明星氏はまた、「私たちは最初の大金を獲得するために、長期的に製品の研究開発を行う予定です」と自信を持って信じています。

現在、折りたたみハンドル付き自転車と寮の高効率フィットネス洗濯機は、外観特許出願中です。丁凱瑞氏とチームメンバーは記者に対し、製品はまだ細部を改良する必要があるものの、折りたたみ式ハンドルをシェア自転車に適用することを検討したいと語った。穆明星氏は、「周囲の問題に注目することから、今日の第一世代のプロトタイプの発売まで、当社の製品の製造技術はまだ非常に未熟ではあるものの、『不可能』を『可能』に変えるプロセスは非常にやりがいのあるものだ」と考えています。初めてネクタイを締め、第11回清華大学新入生創造コンテストの最終ステージに立った穆明星は、これが自分たちの「製品発表会」であると感じた。「私たちは第2世代の製品に取り組んでいます。将来的には学生寮に限らず、屋外や電力不足の状況、さらには第三世界の国々の人々にも使用されるようになると信じています。」