宇宙飛行士の訓練？と思いきや実はこれ、脳にセンサーを埋め込むことで下半身が麻痺した人でも再び自分の思い通りに体を動かすことができるようになる「外骨格スーツ」の実証実験を映し出したもの。2017年から始まった脳波を使った「外骨格スーツ」の研究についての映像が公開されている。

動画で説明されているのはフランスのグルノーブル・アルプ大学と生物医学研究センターが共同で進める「外骨格スーツ」の実用化に向けた研究のひとコマ。「外骨格スーツ」を着て歩いているのは4年ほど前に不慮の事故により脊髄損傷し、肩から下が麻痺となったフランス人男性のチボーさん。チボーさんは2年間、病院でリハビリをして過ごしたのちに、このプロジェクトへ参加した。

体を動かそうとする時、脳からは脳波と呼ばれる電気信号が流れるのだが、この脳波を利用して「外骨格スーツ」を動かそうというのが今回の研究だ。脳波信号を「外骨格スーツ」に送るために取られた方法は、なんと脳内にセンサーを埋め込むという手法。計64個もの電極のつく2つのセンサーを脳内に移植、これが脳波信号をコンピュータのソフトウエアに向けて発信、読み取った情報を「外骨格スーツ」を制御する指令に変換し「外骨格スーツ」を操ることで体を念じたとおりに動かせるという仕組みだ。

筋肉を動かす時に発生する筋電をつかった義手や義足の研究はすでに成果が見えはじめ、実用化も始まっているところだが、今回のように頭に直接センサーを埋め込む手法はあまり聞いたことがない。研究はまだまだ発展の途上にあるというが、麻痺で不自由な体になった人にとっては希望のある研究。再び自らの足で歩ける日がくるかもしれないのだ。動画の後半では車いすを使った実験の様子も見られる。頭にイメージを浮かべるだけで車いすが動かせるしたら、不自由からの解放に一歩も二歩も近くことになるだろう。

［TOP動画引用元：https://youtu.be/1GyJBBB8O_M］

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］