パワフルに電動で動きを支えるアシスト系のロボットたちの開発が進む中、あえて、残存機能に着目し、動力アシストをしすぎないことでリハビリ要素も取り入れようと開発が進められる装着型支援ロボットがある。臨床実験でもそのリハビリ効果が実証されつつあるようだが、一体どのようなものなのか。

重たい荷物を軽々と持ち上げられるアシストスーツや、弱った膝をアシストする歩行アシストロボットなど、近年はアシスト系ロボの開発が目覚ましい。そんななか、アシストしすぎないロボットの開発に乗り出したチームがある。新潟県の株式会社ルミナスジャパンは三重大学工学部のメカトロニクス研究室と共同で、あえてアシストしすぎない上腕動作支援ロボットの開発に乗り出した。

肘を伸ばす筋肉にあたる上腕三頭筋が麻痺すると、腕の曲げ伸ばしができなくなるのだが、この上肢機能障がいとなった部分についてアシストする役割をしてくれるのが開発を進めているロボット「アクティブギプス」。近年開発の進むアシスト系のロボはパワーアシストタイプの物が主流だが、残存機能がある患者の場合、アシストのし過ぎは他の機能の低下につながることがある。

例えば、杖をつけば歩けるのに、歩くのが遅いのだからと電動車いすに乗ってしまえば、歩く機能は低下して、本当に歩けなくなってしまうということがある。これではアシストのしすぎによる弊害もあるわけだ。一方でアクティブギプスは過度なアシストはせず、装着者本人の残存している肩付近の筋肉を有効に使い、肘折れを防止、体重を手先に伝えることで車いすへ移動する際のプッシュアップができたり、自分でドアを開けるといった日常動作が可能になる。一度の充電で8時間ほどの稼働が可能。車イスを自分で操縦することもできるようだ。厚労省の認可に向けて試作を続けているが、3Dプリンターで作り出すパーツでは、強度の面とコストの面で許認可に耐えうるものではなかったため、神奈川県のプロとラブズ合同会社と提携、同社が持つ射出成形技術を使い新たな試作づくりに乗り出すようだ。まだ販売には至っていないが、実現すれば事故などで上肢機能障がいを負ってしまった人たちが手軽に日常を取りもどせる補助具として、注目を浴びそうだ。

［TOP画像引用元：http://www.robot.mach.mie-u.ac.jp/html/research.html］

ロボットや義手・義足、医療用アプリケーションなどの駆動源として人工筋肉のニーズが高まっている。水力システムや自動制御装置付きモーター、形状記憶合金などの技術を用いたこれまでの人工筋肉繊維は重量やレスポンスの遅さが課題となっていたが、この度、マサチューセッツ工科大学の研究チームによって開発された繊維は、驚くほどに軽量でレスポンスも向上し、多分野での活躍が期待できそうだ。

開発者である同研究チームの博士研究員 Mehmet Kanik 氏と大学院生の Sirma Örgüç 氏によると、この繊維の特徴は1つの繊維の中で2種類の熱膨張率が異なるポリマーを結合させたことにあるという。熱を加えた際に、膨張率の高い方のポリマーがより早く伸びようとするが、膨張率の低いもう片方のポリマーによって動きが抑えつけられることで、繊維全体がカールし始める。これが繊維の伸縮性となっているわけだ。

このメカニズムの大きなヒントとなったのは、なんとキュウリ。支柱などにツルを巻き付けて上へ上へと成長することで、より太陽の恵みを受けようとする自然の仕組みを模倣して生みだされた繊維は強度も伸縮性もかなりアップし、テストの段階で、単一の繊維の質量の650倍もの重量を持ち上げることが可能だったと報告されている。

また、熱膨張率が異なる2種のポリマーであれば、どのような組み合わせでもうまく機能するので、使える素材がほぼ無限にあることも、大きなメリットであると Kanik 氏は語っている。より軽量で、より丈夫、そしてさらに開発が手軽になっていく人工筋肉は、まさに縁の下の力持ちと呼べる存在になっていくだろう。

［TOP動画引用元：https://youtu.be/q6ZtmLiB8bo］