「クラゲ」と「ロボット」ほど対極にあるものを見つけるのは難しいだろう。クラゲは楽々と優雅に海中を動き回るが、ロボットはぶざまに倒れないように必死になっている。しかも、急に発火することさえある。

ところがいま、このふたつの世界が融合した。クラゲの幼生（エフィラ）をモデルにつくられた非常にシンプルな小型ロボットが、ケーブルなしで本物のように泳ぎ回るのだ。

大きさは4分の1インチ（約6mm）に満たない。磁気で作動するのだが、クラゲを模倣した優美な動きを見せ、結果として生じる水流の乱れを利用して小さな物体を動かしたり、水槽の底に敷き詰められたビーズのなかに潜り込んだりできる。

このクラゲ型ロボットには8本の腕がある。腕の先端は非磁性のパッシヴなポリマーでつくられており、体全体は磁気微粒子が埋め込まれた柔らかい本体で構成されている。ロボットはタンクに入れられており、タンクの周囲は電磁石のコイルで囲まれている。磁場を操作することで、ロボットの腕の磁気ビットを制御する仕組みだ。

驚くほどクラゲそっくりな動き

科学誌『Nature Communications』に発表された今回のロボットに関する論文の著者のひとりで、ドイツのマックス・プランク知能システム研究所の身体的知能部門の責任者を務めるメティン・シッティは、次のように語る。「上方向にゆっくりと磁場を加えると、腕はゆっくりと上に曲がります。次に強力な下向きの磁気信号を送ることで、腕は即座に下向きになります」

続けて腕の先端も曲がるので、8本腕のエフィラのゼラチンのような動きが再現される（成長したクラゲには、誰もがよく知るとげのある触手がある）。ロボットの動きとしては、これ以上ないほど単純だ。だ

しかし単純だからこそ、ロボットの動きに驚くほどの多様性が生まれる。なお、こうした動きは今回の研究では「Mode（モード）」と呼ばれている。

上の動画を見てほしい。「モードA」はエフィラの動きを非常に忠実に再現したものだが、磁場をわずかに調整すれば新たな動きを生みだすことができる。例えば「モードB1」は、より強く収縮させることで強力な推進力を生み出せる。「モードB2」では、次の収縮までの回復時間が短くなっている。

「モードB3」は、収縮後に腕を下ろしている時間を長くすることで、効率的な惰性を生み出している。「モードC」では推進力が最も弱くなっている。磁場の操作により、ロボットを立体的な空間の中で自在に動かすこともできる。

ロボットは、さまざまな大きさのビーズを選択的に運搬できる。

手がなくても物体を動かせる

こうした「多芸さ」は動きだけにとどまらない。ロボットはエフィラの食べ方を真似ることで、物体を「掴む」ことができる。クラゲは泳ぐときに、その収縮によって傘の下に水を押しやり、その水とともに微生物たちを招き寄せる。このロボットも同じことを行うのだ。

ただし、対象はタンクの底に広く撒かれているビーズだ。ロボットが底から水面に向かって浮かび上がるときに、水流が傘の下のビーズを捉えて上向きに引っ張り上げる。つまりこのロボットは、手がなくても物体を動かすことができる。

このロボットは、ビーズの層のなかに潜り込むこともできる。腕を使ってビーズを押しのけ、タンクの底のほうまで進むのだ。潜り込むことに興味はないというなら、タンクの底に染料の層を加えてみよう。このとき、ロボットの両側で色を変えておくと、ロボットが動くと即座に2色が混ざり合って水柱を上昇させる。つまり先ほども説明したように、、このロボットは手がなくても物体を操作できるのだ。

ビーズの層のなかに潜り込んで隠れることもできる。

「手を使わない」という発想転換

研究者たちは、考えうる最も単純なロボットから無数の使用法を引き出すことができる。これは、手をつかってものを掴むという通常の「ロボットによる物体の操作」から一歩進んだ発想といえる。戦略的に周囲の水を「押す」ことで、ものを動かすという考えなのだ。

「そこが、この非常にシンプルで柔らかいボディをもつシステムの驚くべき点です」と、シッティは言う。「複雑な変形を繰り返すことで多様な動作を生み出せるのですから」

当然ながら磁気エネルギーを利用する手法にも制約はある。こうしたロボットを実世界に送り出すには、ロボットに電力を供給して作動させる別の方法を考え出す必要がある（おそらくそれは水圧式のシステムになるだろう）。それにロボットは何らかの方法で自らの周囲を感知する必要があるため、さらに複雑になり、サイズも大きくなるだろう。

クラゲの動きを研究しているスタンフォード大学のエンジニアであるジョン・ダビリは、このロボットについて「非常に優れた設計だと思います」と語る。「この分野での関心の高まりを反映しています。単に動物を模倣するだけのロボットを超えて、自然がまだ見つけ出していない設計のアイデアを探っているのです」

こんなおまけもある。こうしたロボットは水中にいることで、発火する可能性はかなり低いだろう。