英語ではpowered exoskeleton（強化外骨格）と総称されるように、体を包む大ぶりなものが主流のパワードスーツ。今回紹介する、｢Exosuits｣は、そのコンパクト感や柔らかい素材から、一見するとランニングやワークアウト時に身に着けるウェストバッグのようだが、実は、足への負担を軽減してくれるパワードスーツの超進化系アイテムだ。

「Exosuitsを装着して15分もたつと、システムに手助けされているという感覚はなくなり、完全に自分で歩いているような気になります」とハーバード大学のロボットエンジニアであるDavid Perry氏は語る。

ただ、システムをシャットダウンすると、突然足が重く感じられ、いかにシステムに手助けされていたかを実感するという。その感覚は、空港などにある「歩く歩道」を降りた時のあれとよく似ているとのことだ。

Perry氏ら、研究チームは純粋な足の力だけで動かすのと、ロボットの補助を利用した場合の差異を定量化するために、Exosuitsユーザーをロードランナーに乗せ、呼吸でどれだけの酸素を消費しているかを算出しながら調査を進めた。
その結果、歩行時に9％、走行時には4％の代謝量の削減に成功。これは歩行時で16.3ポンド（約7.4kg)、走行時で12.6ポンド（約5.7kg)軽く感じるのとほぼ同等の効果があり、災害エリアのレスキュー隊員から、兵士、レジャーでハイキングを楽しむ人まで、全ての長距離歩行者・ランナーに大きく貢献するほか、病気やケガで歩行に制限のある人にとっての医療的補助にもなる。

Perry氏とハーバード大学の同僚たちは、リハビリ患者用のデバイスを商用化しているReWalk Roboticsと協業して、Exosuitsの現行モデルの60％の重量、かつ各個人の足の形や歩行にぴったり合う新バージョンの開発に乗り出している。
現段階では非常に難解とされている歩行のパーソナライゼーションをどう解消していくか、プロジェクトの動向にも注目が集まりそうだ。

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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。

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