VIDEO COURTESY OF ERIK ENGEBERG, ET AL.

まるで水中ドローンのように海を漂うクラゲ。ロボット工学者たちはそんなクラゲたちのシンプルな構造をヒントに、狭い場所を通り抜けたり、海の健康状態をチェックしたり、将来的には人の体内を調べたりできるデヴァイスの開発に取り組んでいる。

フロリダ・アトランティック大学（FAU）の研究チームは9月、大きさ約20cmのクラゲ型ロボットを発表した。その任務は、海洋生物とその過酷な生息環境を監視することだ。

5億年前に誕生したクラゲをモデルにロボットをつくる試みは、これが初めてではない。例えば、ヴァージニア工科大学の研究者たちは、パラシュートのような装置で水中を移動する、重さ約77kgの巨大なクラゲ型ロボットを発表している［日本語版記事］。また、ハーヴァード大学とカリフォルニア工科大学のグループは、クラゲの組織が人の心筋のように収縮する仕組みを解明するため、ラットの心臓の組織とシリコンを使って小さな人工クラゲをつくった。

今回のFAUの実験において、クラゲの体や触手に硬いプラスティックやワイヤーは使われていない。代わりに使われたのは柔らかい素材だ。

「これなら繊細な生態系にダメージを与える心配がありません」と、FAUで海洋学と機械工学の准教授を務めるエリック・エンゲバーグは説明する。「グレート・バリア・リーフのような傷つきやすい場所でも使用できるでしょう」

海流での移動も穴の通り抜けも自由自在

研究チームはすでに、フロリダ州南部のサンゴ礁でテストを開始している。それぞれ硬さの異なるゴムで5体のロボットをつくり、素材が推進力に与える影響を確認しているのだ。ロボットはミズクラゲの幼生をモデルにつくられており、本物のクラゲ同様に潮の流れに逆らって泳ぐことができる。

「触手を使って横方向に移動できるため、海流のなかにいてもそれなりに泳ぐ方向を操作できます」と、エンゲバーグは言う。彼らは9月にこの研究についての論文を発表した。

このクラゲ型ロボットには2つのポンプが搭載されており、それによって8本の触手を膨らませることができる。ポンプで水を循環させれば触手が膨らんで推進し、ポンプのスイッチを切れば水の循環は止まり触手の力が抜ける。

ポンプの動力源は3Vバッテリーだ。このバッテリーが、温度センサーや塩分センサーを制御する小さなプリント基板の動力源にもなっている。

このロボットクラゲは、自分の体より小さい穴を通り抜けることだってできる。エンゲバーグらは、穴を空けたアクリル樹脂板を用意し、水槽とプールでテストを行った。まだ実験は始まったばかりだが、いずれ海底の割れ目や石油掘削リグ、海に係留された計器の調査などをする際にこの能力が役立つかもしれない。

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医療の革新にもつながる

海をより効率的に探査するため、学術機関はここ10年でさまざまな生物をモデルにしたロボットの開発を行ってきた。いまでは魚、マグロ、タコ、カメ、さらには、マンタ（オニイトマキエイ）を模したロボットが水槽の中を泳ぎ回っている。

ただし、これらのほとんどは助成金を得てつくられた実験的なロボットにすぎない。企業が開発に乗り出しているドローンや宇宙探査機と異なり、海洋科学はまだ十分な資金を得られないのが現状だ。

それでも生物をヒントに柔らかいロボットをつくることで、さまざまな学びがあるのだと研究者たちは言う。なかには、論文を1本、2本の発表で終わってしまうロボットもいる。その一方で、新しい投薬方法や腫瘍の検査方法につながる可能性を秘めたロボットもいるのだとケヴィン・キット・パルマーは話す。

ハーヴァード大学で生物工学と応用物理学の教授を務めるパルマーは、2012年に組織を活用した人工クラゲをつくった。彼は、ゆくゆくは人工臓器や新薬のテスト環境に応用できるような、生物の組織と電子部品を融合したハイブリッドなデヴァイスの開発に焦点をあてて研究を行っている。

「柔らかい腕をもったロボットはアドヴァンテージになります」とパルマーは話す。「狭い場所に入り、何かを拾ったり、何かを除去したりできるからです。対象は腫瘍かもしれませんし、爆弾かもしれません」

FAUのエンゲバーグは新しい種類の義肢の開発も行っており、一方のプロジェクトで得たアイデアを他方に活用することもあるという。エンゲバーグいわく、チームは現在新しいタイプのクラゲ型ロボットに取り組んでいる。海面から何十メートルも潜り、ソナーを使ってゆっくり自律航行するロボットだ。

ビーチに行ったときに、こうしたロボットを目にすることはおそらくないだろう。しかし、これらの海洋ロボットの背後にある技術は、さまざまな分野に応用される可能性がある。