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］

“実世界で生活できるロボット”を目指し、二脚ロボットの研究を続けるカリフォルニア工科大学の研究所「Amber lab」。彼らは、ロボットを転ばせようとするなどして負荷をかけることで、ロボットの性能を高め進化させてきた。何度も繰り返すそんな実験は、ロボットの歩行に関する新しいアルゴリズムを最適化し、“どんな環境でも二足歩行できるロボット”を具現化しようとしている。さらにそこで得た知見は、ロボット義足の開発にも適用されているという。ロボットの歩き方の進化は、同時に義足ユーザーのあらゆる可能性も高めているのだ。

ロボットの可能性は、義足の可能性でもある

カリフォルニア工科大学にあるAmber（Advanced Mechanical Bipedal Experimental Robotics）Labが目指しているのは、人間が取り組めることであれば、なんでもできるというロボットの開発だ。

同ラボのロボット研究家、アーロン・エイムズ氏は、自分たちが作るロボットは、「芝生も砂利道も、雪や氷の上も歩けるものにしなければならない」と明言する。そのために歩行を数学的に理解し、常に改良を加えることで「ロボットを人間のように、効率的かつダイナミックに、そしてスムーズに歩けるようする」という。

それを実現させるために同氏が率いるチームは、トレッドミル（ウォーキングマシーン）の動きに合わせて歩くロボットを何度も転ばせようとしたりして、常にアルゴリズムを最適化している。ちなみに、歩行するロボットを転ばせようとすることは、「かく乱試験」と呼ばれる。

そうやって得られた数値をもとに、例えばミシガン大学では、ロボットに火の中を歩かせたり、セグウェイに乗せたりと、さらに多様な実験も行われているという。

ロボットにあらゆる負荷を与え、構造化されていない未知の環境でいかに機能させるかを模索する。そうやって人間のような歩行に近づけていくのだ。

さらにAmber Labでは、ジャンプする動作も追求するために、ピストンのように上下に跳ねるロボットの実験も盛んに行われている。それらの試みは、まず単純なロボットで行われ、得られた知見をもとに、より複雑なロボットへと応用されていく。そういった作業を繰り返すことで、ロボットの性能に何が足りないのかが明確化される。

さて、これらのロボットで獲得した成果は、電池式のロボット義足“Ampro”の開発にもすべて適用されているという。

アーロン氏は、「ロボットで目指していることは、すべて義足でも実現したいと思っている」と語る。“Ampro”は膝と足首にモーターが入っていて、バネが組み合わされた画期的なプロダクト。ユーザーの歩いている場所の状況をセンサーで検知して、必要な場合はモーターを作動させる。そしてユーザーと同期させることで動かすという仕組みだ。

「義足を装着した人が走ったり、サッカーをしたり、ジャンプをしたりできるようにする」。Amber Labの開発実験から、ロボットだけでなく、義足の新しい未来も見えてきた。