世界初！生体組織と機械を組み合わせた「筋肉」で歩くロボットを開発（日本研究）

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　　東京大学と早稲田大学の研究チームが、生体材料（培養骨格筋組織）と機械を組み合わせ、世界初となる筋肉で歩く二足歩行ロボットを開発したそうだ。

　そのバイオハイブリッドロボットは、筋肉を伸び縮みさせることで、これまでの筋駆動型ロボットには難しかった小さな旋回運動をやってのける。

　こうした筋肉を使ったロボット技術は、生体組織と機械が融合したバイオハイブリッドロボットの開発や、人間が体を動かすメカニズムを理解するモデルになると考えられるという。

生体と機械を融合させたバイオハイブリッドロボット

　人間の体は柔軟で、細かい動きができ、エネルギーを効率よく運動に変換できる。これは機械のパーツを組み合わせて作られたロボットにはない、生物ならではの利点だ。

　そうした生物の特徴を上手に利用してしまおうというのが、生体と機械を融合させたバイオハイブリッドロボットだ。このロボットには、3Dプリンターで作られた組織と、生きた細胞が組み合わされている。

　とりわけ培養された骨格筋組織の筋収縮運動（筋肉）でボディを動かす、筋駆動型のロボットが盛んに研究されている。

　だがこれまでの筋駆動型ロボットは、這いまわったり、魚のようなヒレで泳いだりすることしかできなかった。

　ぐるりと旋回することもできるが、それはかなり大雑把なものだ。これはロボットとしては大きな弱点だ。というのも、さっと体をひるがえす力は、障害物を避けるために大切なものだからだ。

世界初となる筋肉で動く二足歩行ロボットの開発に成功

　そこで東京大学大学院情報理工学系研究科の竹内昌治教授らと早稲田大学理工学術院の森本雄矢准教授らは、筋肉を使ってもっと小さな旋回ができる二足歩行ロボットを開発した。

　そのバイオハイブリッドロボットは、人間の歩行をモデルにしているが、現時点では培養液の中で動くことを前提としている。

　それでも二足歩行ロボットと言えるのは、浮きと重りを利用して液体の中でまっすぐに立つからだ。

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　ロボットらしくないのは、骨格が主にシリコンゴムでできているところだ。

　おかげで、骨格は筋肉の動きにあわせて、曲がったりしなったりと柔軟に動く。そこに培養した骨格筋組織が装着されている。

　この筋肉に電流を流すと、収縮して脚がもち上がる。電流を止めれば、脚のかかとが前方に着地する。

　あとは電流で左右の足を5秒ごとに刺激してやれば、見事に歩く。それは分速5.4mmで、よちよち歩きかもしれないが、バイオロボットとしては大きな一歩だ。

　また旋回させるなら、片方の足だけに5秒ごとの電流を流す。

　こうすると、もう片方の足を軸にして旋回する。実験では、62秒で90度左旋回することに成功している。こうした小さな旋回は、これまでの筋駆動型ロボットでは難しかったことだ。

バイオハイブリッドロボットの今後の課題

　現時点では課題もある。

　たとえば、筋肉を収縮させるために、研究者がわざわざ手に一対の電極を持って手動で電気を流してやらねばならない。

　これではあまりに不便なので、将来的には電極をロボットに内蔵し、効率アップすることが予定されているという。

　さらにロボットに関節や太い筋肉を与えて、ずっと洗練されたパワフルな動きをさせる計画もあるようだ。

　ただし、ロボットをパワーアップする前に、筋肉のような生体パーツに栄養を補給するシステムを考案する必要があるとのこと。そうすることで、ロボットは培養液から出て、いよいよ人間と同じ陸上で動けるようになる。

　こうしたロボット技術は、筋肉を利用したバイオソフトロボットの開発や、人間の歩行メカニズムを解明するうえで役に立つとのこと。

　さらには薬の効果の分析や、骨や筋肉の病気を研究するモデルにもなると考えられるそうだ。

References:Scientists design a two-legged robot powered | EurekAlert! / 東京大学・早稲田大学プレスリリース / written by hiroching / edited by / parumo

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