アニマルモーションの未来

最近　下記の御本拝読して刺激されましたので感銘受けた処紹介して置きたいと思います。

「空飛ぶヘビとアメンボロボットー動物たちのスゴ技から生まれたテクノロジー」を読んで

ディヴィッド・フー著　的場知之訳　2020・12・30 （株）化学同人

「訳者あとがき」より

強引にまとめるなら、「ヒトを含めた動物と動きや物理環境との相互作用を数学的・実験的手法を駆使して解き明かす」

アニマルモーションの未来

シャコは銃弾より早く加速するのになぜか無傷でいられる。スクリューをこんなに早く動かしたらキャビテーション気泡と呼ばれる水蒸気のポケットが破裂する衝撃でほどなくスクリューは駄目になってしまう。シャコがどうやって高速で体を動かしているのかを解明すれば、キャビテーションに強いスクリューの開発につながる。

エビは消費量は増え続けている。経済的に重要な生物種であり農学者たちはこれまでに豚や牛などの家畜動物で同様の研究をしてきた。エビのエネルギー消費率を知ることは養殖に重要な意味を持つ。

日本の石松本誠司は、排尿時間が泌尿器の問題を発見する簡単な指標になるのではないかと考えた。彼は子供から八十歳以上の高齢者まで2000人の日本人を対象に排尿時間について聞き取り調査を行った。その結果排尿時間は年齢とともに増加し二十歳では21秒だったものが八十歳では31秒まで伸びていた。排尿時間の増加には前立腺の肥大と膀胱筋の衰えの両方が関係している。今日はおしっこをするのに何秒かかりましたかと尋ねられる日が来ても驚いてはいけない。それは超音波検査の前に泌尿器の状態をチェックするとても簡易な診断なのだ。臓器再生は有用な新興分野で排尿の再生はその一角を占める。

科学の本当の強みは、僕らをたくさんの未知なる目的地に導いてくれる。

科学者が写真を撮る方法は変わりつつある。マサチューセッツ大学の生物学者ダンカンアーシックがそれを変えようとしている。彼が開発したビーストカムは生きたどうぶつの三次元画像を撮影できる。

どうぶつの CT スキャンを撮影し骨の形と配置を特定する。次に X 線カメラが走ったり、食べたり、その他の運動をしている動物の骨の動きを記録する。二つのツールの組み合わせにより研究チームは3 DX 1000映像を得て、スクリーン上に動物の骨格が動き回る様子が3 D で映し出される。筋肉にマーカーを埋め込めば、骨の動きと同時に筋収縮も記録でき、動作を可能にする筋肉の働きの解明に役立つ。人の発売日は多数の顔のパーツ正確には43の筋肉と14の骨が関わっている。研究者たちは3 DX ROM を使って個々のパーツが果たす役割を理解しどこをどう修復すれば怪我の患者の機能回復が見込めるかを明らかにできる。世界の人口が増えるにつれアニマルモーションは動物福祉の面でも農業の生産性の面でも意味深い。

この農場には牛もいなければとうもろこしもなく代わりに大量のアメリカミズアブの幼虫で溢れかえっている。虫たちは未来の持続可能なタンパク源の最有力候補だ。幼虫たちは食料を瞬く間に食べ尽くし、しかも選り好みをしない。一方現在アメリカのレストランや家庭から出る廃棄食品は年間15から20オクトんという途方もない量になっている。そこで幼虫達に廃棄食品を食べさせ育ったところで、鶏や魚など畜産や水産養殖において重要な肥料にしようとするという発想が台頭しつつある。

もう一つの進行分野がソフトロボットだ。芋虫の体、象の鼻、タコの腕はソフトロボットにインスピレーションを与えてくれる。こうしたロボットの想定される用途の一つが、人の身の回り特に高齢者のそばで安全に稼働することだ。日本ではいまや65歳以上の人口が、総人口の25%を占め、2006年までに40%に達すると予想される。車の組み立て工場で使われてるような今ある産業ロボットは、予測可能な環境下で反復作業することを想定して、設計されている。高齢者の歯を磨いたり、髪をとかしたりする作業を任せられるロボットはソフトロボットだけだ。柔らかいロボットなら例えミスを犯しても誰も怪我をしない。ソフトロボットを作る素材もますます多様化している。マンタの形をしたあるロボットは遺伝子操作されたラットの筋肉で出来ていて光を当てると収縮する。こうしたロボットの筋肉はシリコンの鋳型の中で培養されていてロボット本体は動物細胞と機械部品の両方から構成されたバイオハイブリッドなのだ。他にも動物の解剖学的特徴と折り紙を組み合わせたものもある。ある蛇型ロボットは地面をしっかりと捉えることができる。このような進展はあるものの、ソフトロボットが製造業の環境で使用されるのはまだまだ先であろう。ハードロボットと違ってソフトロボットにはまだ設計原理が存在しない。ギャップを埋めるカギを握るのは柔らかな体を持つ動物たちかもしれない。

完成したマイクロロボットは医療分野（カプセル型胃カメラ）などや軍事分野（小型飛行監視ロボット）などへの応用が検討されている。推進装置がプロペラか翼かを問わず小マイクロロボットは昆虫と同じ課題に直面する。素早くとび向かってくる空気の流れに対処し様々に特性の異なる表面に着地しなくてはならない。昆虫型ロボットを空に解き放つには昆虫の飛翔をより深く理解し、とりわけ昆虫の視覚システムに関する知見を備える必要があるだろう。

（本文は原文を読み上げて音声を文字化したもので間違いもあることにご注意下さい）

以上