HOME > CSR経営 > 社会貢献活動 > 次世代 > 自然に学ぶ研究事例 > ゲンゴロウに学ぶマイクロマシン

自然に学ぶ研究事例

第3回ゲンゴロウに学ぶマイクロマシン
医療技術
昆虫資源
生体内を磁力で泳ぐ医療ロボット
「曲がる」「伸びる」「縮む」素材の特性を活かし 「歩く」「飛ぶ」「泳ぐ」動物の運動を人工物で実現する。 磁力で駆動するマイクロロボットが今、人の命を救い始めた。 最先端医療に結実する"小さな後肢"を持つゲンゴロウに学ぶ新技術とは?
ゲンゴロウ

 最近、ストレスを抱える現代人に安らぎを与える、動物型ペットロボットが注目されています。犬や猫のように動きまわる姿は、まるで本当に生きているかのように愛らしく、不規則なライフスタイルでも世話の必要がない点など、世代を超えてその人気が高まっています。
鳥のように空を飛び、尺取虫のように前進し、魚のように泳ぐ。こうした生物の動きを真似た人工物創製は、「生物模倣工学」、海外では「バイオミメティク ス」と呼ばれ、その技術は日々進化し、よりコンパクトなサイズで、より本物に近い動きへと近づきつつあります。そして、その技術は今、アミューズメント分 野に留まらず、思いもよらない世界で躍進を始めているのです。
例えば、ゲンゴロウを模倣したマイクロマシン。泳ぐペット玩具として企画されたその技術は、水で満たされた5mmの細い配管内を90cm/秒という高速な 移動を可能とさせ、現在プラント内配管検査への応用が考えられています。また、その後肢による"パドリング"を模倣する為の駆動技術は、体内埋め込み用マ イクロポンプへと姿を変え、今までは不可能だった胎児病治療での活躍が期待されています。
その進化型は、バッテリーもモーターもいらない、外部磁界により直接駆動するマイクロマシン。工学と医療の出会いが、生体内で活躍する小さな医療ロボットとして結実していくはずです。
また、小さくすると精度が落ちるのが通例であるメカ技術において、このシンプル且つ精密な動きを保ったままでの「"小"の追求」は、画期的な研究内容で、 医療だけではなく、他の様々な業界からも注目されています。銀行ATMで紙幣をカウントするマイクロアクチュエーターや、ノートパソコンのハードディスク モーター、更には、ゲームの臨場感を演出するために"におい"成分を出すためのマイクロポンプと、多岐に渡る活用が期待されます。
自然や生物に学ぶ、分野を越えた横断的な技術交流。このアプローチこそ、これから求められる自然や生物にやさしい、新しい技術開発の方法なのです。

本田 崇 助教授 

九州工業大学大学院 工学研究科機能システム創成工学専攻

http://www.climb.ele.kyutech.ac.jp/

以前、磁性薄膜材料の研究をしていたのですが、ある時“磁気ひずみ”によって伸びたり縮んだりする材料に、“2本の足”をつけてみたら、なんと、トコトコ と歩き出したんですね。それがきっかけとなり、外部の磁界を制御して“飛ぶ”、“泳ぐ”マイクロマシンの研究を発展させてきたのです。
生物の運動を解析し、生物に限りなく近い、しなやかな動きを再現する。そこでは、多関節にするのではなく、プラスチックフィルムの“しなり”を利用するなど、機械系の技術アプローチでは複雑になりがちなロボットの構造を、素材の特性を利用することでシンプルにしました。
外部磁界で直接駆動するマイクロマシンは、バッテリー、モーター、機械部品が不要なため、小さく、軽く、シンプルに作れます。その分、薬剤などを搭載する こともできます。すでに、磁力で動く内視鏡が開発されるなど、SF映画のように、ロボットが体内に入り、治療をする未来が現実となってきています。
そんな未来を子供たちと分かち合うために、マイクロロボットを自作し、水中レースを行う、科学工作教室も開催しています。今も、熱帯魚とマイクロロボットの競争を夢見ながら、社会に役立つ実用化研究を模索しているのです。

トピックス
ロボットとは、チェコスロバキアの作家カレル・チャペックによって考えられた言葉で、チェコ語で"働く人"という意味を持っています。 言葉の由来からも分かるように、以前は、主に産業用として"人間の労働を代行する手段"として活躍してきたロボットですが、現在では、より複雑な制御が要求される医療分野などへの進出も見られます。また、二足で歩行するロボットや、動物を模倣し人間のコミュニケーションパートナーとしてアミューズメント分野で活躍するようなものまで、さまざまな形状のロボットが開発されその可能性を急速に広げつつあります。 "あらかじめ行動の指示をインプットしておき、それに忠実に動作するもの"から、転落防止など、"何らかの障害へ対応出来るもの"へと進化し、現在のロボット研究の中心となっているのは、"作業を行う中で学習を続け、より合理的な作業を実現する"といったものとなりました。ロボット研究は日々成長しつづけています。 今後は、"人工知能によって自らの行動を判断・決定するといったもの"へとロボット研究は更に発展していくことでしょう。
自然に学ぶ研究事例TOPページへ

ページトップへ