頭で考えるだけでロボットを動かすことができる！BCIの未来はすぐそこに

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　心で機械を操作する世界を想像してみよう。そんなSFの世界が、「脳コンピューター・インターフェース（BCI）」の進歩で現実に近づいている。

　このほどオーストラリアの研究チームが、頭で考えるだけでロボット犬を動かすことに成功したそうだ。

　新たに開発された脳波センサーは、正確に脳波を読んでくれるだけでなく、今までよりずっと手軽に使えるという。もちろん外科手術を受ける必要もない。

　新たに開発された超極薄のシートを頭に貼るだけだ。それが実現する未来はどんなものなのか？

考えるだけで操作できる、脳コンピューター・インターフェース技術

　「脳コンピューター・インターフェース（BCI）」とは、脳とコンピューターや機械をつないで、直接やりとりする技術のことだ。

　脳波を読み取るだけで、手足や声を使うことなくコンピューターを操作することができる。だから、いずれは手足の不自由な障害者がハイテク義手で自由に歩けるようになったり、声を失った人がまたおしゃべりできるようになるなど、さまざまな分野での応用が期待されている。

　BCI技術で機械を操作するには、人が考えていることを脳波から読み取る必要がある。その方法は大きくわけて2つある。

　電極やセンサーを手術で頭に埋め込む「侵襲式（人体に傷がつく）」と、磁気や光を使ってウェアラブルセンサーで脳内の信号や活動状況を計測する「非侵襲式（人体に傷がつかない）」だ。

　侵襲式は人体への負担が重いので、できることなら手術なしで済ませたいところだ。

　「非侵襲式」のウェアラブルセンサーば電極を頭皮に貼り付けて使うのだが、これにも2種類ある。

　1つは「湿式センサー」と呼ばれるタイプ。こちらは、センサーを頭皮に貼るときに電気が流れるジェルを塗る。

　だから髪の毛が汚れるし、人によってはアレルギーのような不快感があったりする。またジェルが乾くと使えなくなるので、長時間の用途には向かない。

　一方、「乾式センサー」と呼ばれるタイプは、ジェルを塗る必要がないので手軽だし、長時間使うことができる。

　そのかわり、湿式センサーほど性能が良くないし、髪の毛の上から直接使うこともできない。

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超極薄のシートで作られた新型のセンサーを開発

　そこでシドニー工科大学の研究チームが開発したのが、「エピタキシャル・グラフェン乾式センサー」だ。

　「グラフェン」とは、炭素原子が6角形に並んだ超極薄のシートのこと。どのくらい薄いかというと、原子1個分の厚みしかない。人の髪の毛なら10万分の1の薄さだ。

　このような作りのおかげで、電気をよく流し、薄くて柔軟で、しかも非常に強いなど、いろいろなすごい特徴がある。

　今回の新型センサーは、このグラフェンを素材に、結晶のうえに同じような薄い層を作る技術（エピタキシー）を使って開発されたもの。今までの乾式センサーの欠点が克服されているという。

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ロボット犬を思考だけで正確に操作することに成功

　新型センサーの性能を試すため、これを被験者の後頭部に貼りつけて脳波を読み取らせてみた。

　頭の後ろには、目から入ってきた情報をあつかう脳の領域（後頭葉）がある。研究チームによると、ここの情報はBCI技術を動作させるうえで、とても大切なのだという。

　こうして読み取った脳波の意図をAIで解読して、それをロボット犬に伝える。すると被験者たちは、犬を歩かせたり、走らせたり、曲がらせたりと、見事にさまざまな操作を行うことができたという。
　それは非常に正確なもので、ロボット犬は94％狙い通りに動いてくれたそうだ。

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　『ACS Applied Nano Materials』（2023年3月16日付）に掲載された今回の研究では、新型の脳波センサーでロボット犬を操作することに成功した。

　このようにBCI技術は、日々進化している。

　これを応用すれば、手足が不自由な障がい者が自由に動けるようになることはもちろん、人間の体を機械で強化するなんてこともできるようになるかもしれない。

　心で操るロボット犬はそのはじまりに過ぎないのかもしれない。

References:Mind-control robots a reality — ScienceDaily / Mind-control robots a reality | University of Technology Sydney / written by hiroching / edited by / parumo

/ written by hiroching / edited by / parumo

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