進化は判断が不可能なところに、その美しさがある。何十億年も前に誕生した最初の有機体は、環境に合わせて飛んだり跳ねたり走ったりする何かになっていった。チャールズ・ダーウィンは『種の起源』の結びで、「実に単純なものから、極めて美しく極めて素晴らしい生物種が際限なく発展し、なおも発展しつつある」と書いている。

急速に発展するロボットの世界でも、同じことが起きている。SFに出てくるような古典的なヒューマノイドは、6本足で動き回る昆虫のような機械から、二足歩行のできるロボット、はたまた1本足で高々とジャンプするものまで、実に多様に進化した。地球上で最も小さな生物にヒントを得たマイクロボットまである。

アリの群れのような小さなロボット軍団

シリコンヴァレーに本拠を置く非営利の独立系研究機関SRIインターナショナルが、「マイクロファクトリー」という名前のマイクロボット軍団を開発した。アリの群れのようなわずか0.5ミリの大きさのロボットの集団で、足ではなく磁場を利用して動きながら、非常に見事な構造物を組み立てることができる。これを見ていると、3Dプリンターに替わってロボットの群れが強固で複雑な物体を作る時代が到来することも十分あり得るように思えてくる。

マイクロファクトリーの仕組みは単純である。土台となる回路基盤の上に磁場を発生させ、それをプログラムで操作することで、磁力を帯びた小さなロボットを動かすことができる。それぞれのロボットには「エンドエフェクター」と呼ばれるパーツが取り付けられており、これが対象物に直接働きかける機能をもつ。目的に応じて、このパーツは付け替えることもできる。

例えば、格子状のフェンスを立てたいとしよう。必要なのは強度の高いカーボン素材の棒を垂直に持つロボット、同じ棒を水平に持つロボット、そして接着剤を塗るロボットだ。ロボットたちは棒に接着剤を塗って固定し、終わるとまた資材置き場から次の棒を取ってくるといった調子で協力して働き、複雑な構造体を完成させる。

もちろん磁場など使わずに3Dプリンターでつくることは可能だが、マイクロファクトリーが優れているのはさまざまな材料を扱えるという点だ。カーボン素材の棒と接着剤など序の口で、レジスターやLEDといったパーツを組み合わせて、もっとずっと複雑なものをつくり上げることもできる。

また、あらかじめ基礎となる頑丈な骨組みをロボットでつくってから、3Dプリンターを使って装飾的なパーツを配置していくというように、マイクロボットと3Dプリンターが併用される日が来るかもしれない。SRIのエンジニアであるアンジョー・ウォンフォイは、「マイクロファクトリーは3Dプリンターと一緒に使えるだけでなく、3Dプリンターの替わりもできます。扱える素材の種類が多いからです」と話す。

細胞をつまめる「ピンセット」ロボットも

しかし、マイクロファクトリーがマイクロボット分野の最先端であると思ったら、大間違いである。さらに小さなロボットが、医療分野で活躍することが見込まれているからだ。2017年8月には、プラスチックでできた極小の立方体を使ってイースト菌細胞をひとつだけ閉じ込める方法を示した研究論文が発表された。個々の立方体の片側にだけコバルトを付着させて磁石化することで、それぞれをつないで、水中でひも状の構造体をつくるのだ。

このひも状の構造体は磁場で操作できる。研究に携わったノースカロライナ州立大学の生物化学者オルリン・ヴェレフは、「磁場のオンオフを切り替えることで、紐をくっつけたり離したりできます」と説明する。「つまむ強さや回数をコントロールできる、とても小さなピンセットのようなものです」

まだ原始的な”ピンセット”なのは確かだが、マイクロボットはイースト菌細胞をつかむことで潜在的な可能性を示してみせた。いつの日か、体内で悪性細胞を見つけ出し、包み込んで殺すことができるようになるかもしれない。

ただ、細かいことを言うようだが、磁場で操作して消化器官内を移動させられる「折り紙ロボット」と同じで、マイクロボットが厳密な意味で「ロボット」と言えるかは微妙だ。ロボットとして定義されるには、もっと賢く感度も高く、周囲の環境に反応できなければならない。

現状のマイクロボットは、ロボットというよりは小さなラジコンカーに近い。もっと成長するまでのんびりと待ってみよう。そうすれば、マイクロボットは将来、ただの磁石から真に洗練された何かへと進化していくはずだ。きっとダーウィンも喜ぶことだろう。