1. 概要
ラディカ・ナグパル(Radhika Nagpalラディカ・ナグパルパンジャーブ語)は、自己組織化コンピュータシステム、生物学的インスピレーションを受けたロボット工学、および生物学的マルチエージェントシステムの分野におけるインド系アメリカ人のコンピュータ科学者であり研究者である。彼女は現在、プリンストン大学工学部機械航空宇宙工学科およびコンピュータ科学科のオーガスティン教授を務めている。以前はハーバード大学工学・応用科学大学院のフレッド・カブリ教授であった。ナグパル教授は、2017年にコーディング教育へのアクセス向上を目指すロボット工学企業Root Roboticsを共同設立し、STEM教育機会の拡大に貢献している。また、1000台の超小型ロボットで構成される「キロボット」群集システムの開発を主導し、その成果は『サイエンス』誌に掲載され、2014年には『ネイチャー』誌の「今年の人物」の一人に選出されるなど、学術界および社会に大きな影響を与えている。
2. 生涯と学歴
ラディカ・ナグパルの生涯は、インドでの出身から始まり、MITにおける高度な学歴を通じて、彼女の学術的基盤が築かれた。
2.1. 出身と背景
ラディカ・ナグパルは、インドのアムリトサル出身のインド系アメリカ人である。彼女の初期の生活背景は、後の学術的キャリアと研究分野の選択に影響を与えたと考えられている。
2.2. 学歴
ナグパルは、1994年にMITで電気工学とコンピュータ科学の学士号(S.B.)および修士号(S.M.)を修得した。その後、2001年にはMITで電気工学とコンピュータ科学の博士号(Ph.D.)を取得している。彼女の博士論文は「生物学的着想を得た局所的相互作用と折り紙数学を用いたプログラム可能な自己組織化」(Programmable Self-Assembly using Biologically-Inspired Local Interactions and Origami Mathematics英語)と題され、ジェラルド・サスマンとハロルド・エイブルソンの指導の下で執筆された。この論文では、同一にプログラムされたエージェントのシートが、局所的な相互作用のみを利用し、不規則性、通信障害、エージェントの誤動作に対して堅牢な方法で、望ましい形状に自己組織化するための言語が提示された。
3. 学術的経歴と研究
ラディカ・ナグパル教授の学術的キャリアは、複数の著名な研究機関での活動と、自己組織化システムおよび生物学的インスピレーションを受けたロボット工学における画期的な研究によって特徴づけられる。彼女の研究は、コンピュータ科学と生物学の境界領域に位置し、集合的アルゴリズム、プログラミングパラダイム、モジュール式および群ロボット工学、そして生物学的マルチエージェントシステム(多細胞形態形成モデル、昆虫の集合行動)に焦点を当てている。
3.1. 初期キャリア
ナグパルは、1994年から1995年までベル研究所(ニュージャージー州マレーヒル)で技術スタッフとして勤務した。博士号取得後、2001年から2003年にはMITコンピュータ科学・人工知能研究所(CSAIL)のアモルファス・コンピューティング・グループでポスドク講師を務めた。また、2003年から2004年にはハーバード・メディカルスクールで研究フェローとして活動している。
3.2. ハーバード大学での活動
2004年から2009年にかけて、ナグパルはハーバード大学工学・応用科学大学院(Harvard SEAS)でコンピュータ科学の助教授を務めた。その後、2009年から2012年にはトーマス・D・キャボット准教授に昇進し、2012年から2019年まではフレッド・カブリ教授として同大学院に在籍した。ハーバード大学在籍中、彼女は自己組織化システム研究グループ(Self-Organizing Systems Research Group)を率いた。また、2004年からはハーバード・メディカルスクールシステム生物学科の提携教員、2008年からはハーバード・ワイス生物学的着想工学研究所の中核教員も務めた。
3.3. プリンストン大学での活動
2022年、ナグパル教授は自身の自己組織化システム研究室(SSR lab)をプリンストン大学のロボット工学部門に移し、機械航空宇宙工学科とコンピュータ科学科の合同任命を受け、オーガスティン教授に就任した。
3.4. 主要研究分野
ナグパル教授の主要な研究分野は、生物学的インスピレーションを受けたマルチエージェントシステムに焦点を当てている。これには、集合的アルゴリズム、プログラミングパラダイム、モジュール式および群ロボット工学が含まれる。また、生物学的マルチエージェントシステム、特に多細胞形態形成のモデルや昆虫の集合行動も研究対象としている。彼女の研究は、コンピュータ科学(人工知能/ロボット工学)と生物学の交差点に位置しており、社会性昆虫や多細胞生物学から着想を得て、群れ/モジュール式ロボットシステムやスマートマテリアルのための生体模倣アルゴリズム、プログラミングパラダイム、ハードウェア設計を研究している。さらに、生物学における自己組織化のモデル、特に多細胞生物の発生過程で細胞がどのように協力するかについても調査している。
3.5. 研究方法論と成果
ナグパル教授の主要な研究関心は、生物学から着想を得た堅牢な集合行動のためのプログラミングパラダイムの開発にある。最終的な目標は、自己組織化マルチエージェントシステムの設計と分析のためのフレームワークを構築することである。彼女の研究グループのアプローチは、これらの戦略をアルゴリズム、分析、理論モデル、およびプログラミング言語として形式化することである。特に、高レベルでユーザーの目標を指定し、エージェントレベルで証明可能な戦略を自動的に導き出す能力である「グローバルからローカルへのコンパイル」に関心を持っている。
また、彼女の研究は生物学的システムにおける堅牢な集合行動の理解にも貢献している。人工システムを構築することで、同一にプログラムされた部品から複雑なグローバル特性がどのように生じるか(例えば、細胞がどのようにスケールに依存しないパターンを形成するか、小さな遺伝的変化から大きな形態学的多様性がどのように生じるか、複雑な意思決定の連鎖がタイミングの変動をどのように許容するか)についての洞察を得ることができる。彼女は、細胞の行動と細胞間相互作用をマルチエージェントシステムとして捉え、システムレベルの行動がどのように出現すべきかについての洞察を提供するのに使用できる、多細胞行動の数学的および計算モデルに関心を持っている。彼女の研究グループは生物学者と密接に協力しており、現在はショウジョウバエの翅の成長とパターン形成を研究している。
3.6. Kilobots開発とその成果
ナグパル教授は、同僚の研究者たちと共に、超小型ロボットの群集システムである「キロボット」を開発した。このシステムは、1000台の超小型ロボットで構成されており、各ロボットには2つの振動モーターと赤外線送受信機が搭載されている。キロボットは、アリやミツバチの集団行動から着想を得ており、1000台以上のロボットが同時に集団的に動き、自律的に群れを形成して行動することができる。この画期的な研究成果は、2014年8月15日付の著名な科学誌『サイエンス』に掲載された。キロボットは、将来的に集団人工知能やナノテクノロジーの発展において重要な役割を果たすと評価されている。
4. 創業と企業活動
4.1. Root Robotics設立
ナグパル教授は、2017年にロボット工学企業「Root Robotics」を共同設立した。この教育企業は、コーディングを学ぶ機会がない人々に対して、多様な学習機会を創出し、STEM教育へのアクセスを拡大することを目的としている。Root Roboticsの活動は、技術教育の普及を通じて社会包容を促進し、より多くの人々が技術分野に参入できる機会を提供することに貢献している。
5. 受賞歴と栄誉
ラディカ・ナグパル教授は、その卓越した学術的功績と研究成果に対し、数々の名誉ある賞を受賞している。
- 国家才能探求奨学金(National Talent Search Scholarship Award, インド、1987年)
- AT&Tベル研究所GRPWフェローシップ(AT&T Bell Labs GRPW Fellowship, 1995年 - 2001年)
- マイクロソフト新任教員フェローシップ(Microsoft New Faculty Fellowship, 2005年)
- NSFキャリアアワード(NSF Career Award, 2007年)
- アニタ・ボーグ早期キャリアアワード(Anita Borg Early Career Award, 2010年)
- ラドクリフフェローシップ(Radcliffe Fellowship, 2012年)
- このフェローシップ期間中、彼女は実験生物学者と協力し、コンピュータ科学の応用を通じて社会性昆虫の集合知をより深く理解するための研究を行った。
- 『ネイチャー』誌が選ぶ「今年の人物」(Nature's 10, 2014年)
- キロボットの開発における功績が評価され、2014年の『ネイチャー』誌が選ぶ「今年の人物」10人の中で3位にランクインした。このリストには、ロゼッタ探査機を開発したアンドレア・イアコマッツォ、フィールズ賞受賞者のマリアム・ミルザハニ、インドの火星探査を主導したコピリル・ラダクリシュナンなども含まれている。
- マクドナルド・メンタリングアワード(McDonald Mentoring Award, 2015年)
- AAAIフェロー(AAAI Fellow, 2020年)
6. 影響と評価
6.1. 学術的・技術的影響
ナグパル教授の研究は、ロボット工学、集合知、人工知能分野の発展に多大な影響を与えている。特に、生物学的システムから着想を得た集合行動のためのプログラミングパラダイムの開発は、新たなプログラミングアプローチの道を切り開いた。彼女が開発を主導したキロボットは、集団人工知能やナノテクノロジーの分野における将来の研究に重要な基盤を提供すると評価されており、学術界における彼女の貢献は非常に大きい。
6.2. 社会的貢献と教育的影響
ナグパル教授は、Root Roboticsの共同設立を通じて、技術を通じた社会包容と教育機会の拡大に積極的に貢献している。この企業は、コーディング教育へのアクセスを向上させ、特に技術分野に触れる機会が限られている人々に対して、STEM教育の機会を広げることを目指している。彼女の取り組みは、次世代の技術者や科学者を育成し、より公平な教育環境を構築する上で重要な役割を果たしている。
6.3. 大衆的認識とメディア報道
ナグパル教授の研究成果、特にキロボットの開発は、主要な科学誌である『サイエンス』や『ネイチャー』で大きく取り上げられ、国際的な注目を集めた。2014年の『ネイチャー』誌による「今年の人物」選出は、彼女の研究が科学界に与えた影響の大きさを物語っている。また、韓国の『ハンギョレ』や『朝鮮日報』、『エコノミックレビュー』といった一般メディアでも彼女の研究が紹介されており、これにより彼女の研究成果と社会貢献が大衆に広く認識されることとなった。