生きた筋肉を持つロボットが水中を歩く

日本の科学者らが、筋肉組織と人工素材を統合し、筋肉を収縮させることで歩行や方向転換ができる小型二足歩行ロボットを開発したと、ニューサイエンティスト誌が1月26日に報じた。この新たな研究は、マター誌に掲載された。

これまでにも、這ったり泳いだりする能力を持つバイオハイブリッドロボットが、研究室で培養された筋肉を使って作られてきた。しかし、この新型ロボットは回転したり急旋回したりできる初めての二足歩行ロボットである。これは、片方の脚に電気を送って筋肉を収縮させ、もう片方の脚は動かさないことで実現します。筋肉は生物学的アクチュエーター、つまり電気エネルギーを機械的な力に変換する装置として機能します。

高さわずか3センチのこのロボットは、現時点では空中で自立することができず、水槽内で自立できるように発泡スチロールのブイが付いている。その筋肉は実験室でマウスの細胞から育てられたものです。

「これはあくまで基礎研究です。このロボットをどこでも使える段階にはまだ至っていません。空中で動作させるには多くの課題を解決する必要がありますが、筋力を強化することで実現できると考えています」と、東京大学の竹内昭二研究員は述べた。

このロボットは人間の基準からするとまだ非常に遅く、1分間にわずか5.4 mmしか動きません。また、5秒ごとに電気刺激を受けたにもかかわらず、90度回転するのに1分以上かかりました。ロボットは水中ではなく空中を移動するために、筋肉組織を維持するための栄養供給システムも必要とする。

竹内氏は、電気刺激パターンを最適化し、設計を改良することで、ロボットの動きを速くできると期待している。 「このバイオハイブリッドロボットの次のステップは、より洗練された歩行を可能にするために、関節と筋組織を追加したバージョンを開発することです。また、筋力を強化するために、より太い筋肉を開発することも必要です」と彼は述べた。

「バイオハイブリッドロボットは、人工筋肉組織の研究だけでなく、生物学的アクチュエータの制御方法の研究にも有用なツールです。この種の研究を通じて力と制御が改善されるにつれて、このようなアクチュエータをより複雑なロボットに適用できる可能性が高まります」と、カーネギーメロン大学のビクトリア・ウェブスター＝ウッド教授は述べています。

Thu Thao （ニューサイエンティストによると）