ロボットや義手を使うことで、手に触覚フィードバックを与える研究はこれまでも数多く発表されてきたが、脚の切断患者に感覚を取り戻させるという試みがスイス連邦工科大学チューリッヒ校の研究チーム内で進行している。既製品の義足にセンサーや電極を取り付けて、膝を曲げたとき、足裏が地面に着いたときの感覚をユーザーに返しているとのことで、まだ、サンプル数は少ないながらも、今後の期待値は高い。

今回の被験者は膝上からの切断患者と太ももからの切断患者の2人。使用した義足は膝の結合部分にマイクロプロセッサとセンサーが搭載されており、研究チームはさらに、足首につないだコントローラーにBluetooth経由で信号を送る7個のセンサー付きのインソールを追加した。

このコントローラーが、太ももの背面にある脛骨神経に埋め込まれた電極を通じて、神経系に感覚を伝達する仕組みを果たし、脳が膝や足からのフィードバックとして情報を認識できるようになるようだ。

被験者はこの義足を使うことで、歩行時のスピードが上がった、疲れにくくなった、より自信をもって動けるようになったなど回答しており、酸素消費量の減少も見られた。また、多くの切断患者を苦しめる幻肢痛についても、神経に電気による刺激を与えることで大幅な緩和が確認されている。

現時点ではまだラボ内でデバイスの接続が必要だが、同チームは今後、より多くの患者への技術提供とラボの外での使用を目指して更にテストを進めていきたいと語っている。切断患者のQOL向上に大きくインパクトを与えてくれる存在として、続報を待ちたい。

［TOP動画引用元：https://youtu.be/fVvvwENkXFA］

数々のメディアで取り上げられ、その高い能力が世界で認知されている犬型四脚ロボット“ANYmal”。そもそもは、被災地での救助目的で、研究、開発されたこのプロダクトは、これまで、悪路を難なく移動するだけでなく、荷物を運搬したり（10kg程度まで可能）、音楽に合わせてダンスを創作したりと、ユニークなパフォーマンスを披露してきた。そしてこの程、スイスのチューリッヒ工科大学の Robotic Systems ラボが発表した論文によると、進化途上の ANYmal は、開発されたシミュレーション・システムにより、転んでも自分で起き上がることを学習するようになったという。その驚くべき能力とは？

ロボットが強化学習すれば
これまでにない進化が得られる

スイスのチューリッヒ工科大学の Robotic Systems ラボで開発されたANYmal は、防水・防塵性能に優れ、あらゆる地形に対応してスムーズに移動できる画期的な犬型四脚ロボットだ。

高度な自律性を持つことから、オペレーターが操作せずとも、人間が踏み入れることができない場所で作業をしたり、物資を運搬したりすることができる。それゆえ、被災地での救助作業を中心に活躍が期待されている。

2016年に設立された会社、ANYbotics で商品化されると、常にその機能をアップデートさせてきた。とはいえ、ロボットに新たな動作を教え込むには膨大なコストと時間、そして労力がいる。

その問題をある程度解決するには、適切なシミュレーション・システムを備えて、ロボット自らが強化学習することが求められる。Robotic Systems ラボは、それが可能だと実証する論文を発表した。

この論文のなかには、「シミュレーションデータを、以前よりも簡単に、ロボットへ変換できるニュートラル・ネットワークが開発できた」と書かれている。

このネットワークにより、同時に2000台の ANYmal の動作を、リアルタイムでシミュレーションすることができるという。それはつまり、どんなアルゴリズムがどんな結果をもたらすのかを、短時間で調べることが可能になったということだ。

さらなる進化を果たした ANYmal は、エネルギー効率がアップし、スピード・ウォーキング記録を25%上回り、加えて、一定の速度で動くという命令にも従うことができる。

しかも人間がどんなに転ばそうとして蹴ったとしても、常に直立状態を保つことができるばかりか、驚くべきことに、転倒させた場合は、どんな姿勢であっても自ら起き上がる能力を獲得したのだそうだ。

この従来の方法では得られなかった進化は、同様の複雑さを持つ他の四脚ロボットにはないものだ。これからも強化学習によって ANYmal がいったいどんな進化を遂げるのか？　期待せずにはいられない。