映画『スターウォーズ』の登場人物たちが乗り回すジェットバイク「Speeder」に憧れた人は多いはず。そんな夢の乗り物が、各国からぞくぞくと登場している。昨年行われた東京モーターショーで脚光を浴びた株式会社A.L.I. Technologiesが開発を進めるのがこちらの動画に登場するバイクスタイルの乗り物だが、これら空中バイクの開発が各地で盛んになっている。

個人の娯楽用モデルも発売された
ロス発の空飛ぶバイク

ロサンゼルスに本社を置くJetPack Aviation社が手がけているのは映画に登場する乗り物の名前そのものを冠に取った『Speeder（TM）』。現在、個人向けにも予約販売を開始している。

同社は背中に背負う形の器具をつけると空中に飛んでいける「ジェット・パック」の開発でも実績がある会社で、昨年、エンジェル投資家などから約2億円の資金提供を受け、“空飛ぶバイク” 『Speeder（TM）』の開発に成功した。完全な垂直離着陸が可能なこのバイクは、最高で1,500フィートもの高度で飛べる。

同社ではレクリエーションタイプの「Ultralightバージョン」と、速度制限のない「Experimentalバージョン」の２タイプを用意している。「Ultralight バージョン」はパイロットのライセンスも必要なく、同社のトレーニングを受ければ、米国内で運転することができる。一方の「Experimental バージョン」は民間パイロットのライセンスが必要。

一般消費者が気になるのは、レクリエーションタイプの「Ultralight バージョン」だろう。使用者は飛行機の運転技術がなくても、バイクにまたがるのと同じ感覚で『Speeder（TM）』にまたがり、空を飛ぶことができる。モビリティに関しては近年、空中タクシーなどの構想も発表されているが、それを実現させる形になりそうだ。ただし、一般向けの予約販売台数はたったの20台。その後は軍や政府への提供を優先とし、個人への販売は行わないようだ。

ドバイ警察が採用したのは
ヘリのような空中バイク

こちらは、ドバイ警察が採用を発表し、話題を呼んでいるのはカリフォルニア州に本社を置くHOVERSURF社が開発したホバーバイク。紹介したこの動画の他、すでに飛行訓練の様子を映し出した動画も公開されている。１台150,000ドル（約1,700万円）。ドバイ警察では2020年から２年間で20〜30台を購入予定だと公表、もちろん、車に比べて高額だが、砂漠など、車では入りにくいエリアでの活用を見込んでいるようだ。ただし、現状の実機では飛行時間の短さが気になるところ。一度の充電で飛行できる時間はわずか10分から25分程度と言われており、改善の余地を残している。

まさかの同名！？
日本では別の会社のものが先行か？

これら空飛ぶバイク系の日本での販売については、道路交通法などをクリアする必要がある。また、名前の商標登録という思わぬ問題も出てきそうだ。例えば、日本では『Speeder』という名称で冒頭に紹介した株式会社A.L.I. Technologiesのホバーバイクが登録商標を取得済のため、JetPack Aviation社『Speeder』は、日本上陸時には違う名前になる可能性も高い。

株式会社A.L.I. Technologiesが手がけている日本版の『Speeder』もすでに実用化モデルが完成しており、海外からの予約を受けつけているが、海外ではJetPackAviation社がこの名前で登録済みというややこしい状況からか、株式会社A.L.I. TechnologiesのHPを見ると、別の名前で紹介されていた。日本では公道走行できるよう、すでに国交省などと調整中で、2020年の国内販売をめざしているとのこと。同名のややこしさを避け、海外版同様に別の名前となるか、日本版『Speeder』の行方が気になるところだ。

トップ画像　https://www.youtube.com/watch?v=sQnUp_0NBMk&feature=emb_title

「脊髄性筋萎縮症（SMA）」の患者の動きを、モーションキャプチャやアップルウォッチを使い3次元解析するプログラムを開発した岐阜大大学院の研究チーム。本来は薬の効果を数値的に可視化するためのものだが、将来的にはスポーツ選手や舞踏家、職人技が魅せる「動きの美しさ」を数値化できるかもしれない。そんな3次元解析プログラムが生まれた背景や、今後の応用についてなどを同大学院連合創薬医療情報研究科の加藤善一郎教授に伺った。

ぎこちない動きと、
スムーズな動きの違いは何か？

加藤教授は創薬に関する研究を続ける傍ら、現在も臨床医として同大学の小児科でさまざまな患者を診察。医療の現場で得た知見を活用し、いくつもの研究を同時進行させている。そのひとつの成果が、モーションキャプチャやアップルウォッチを使った世界初の3次元解析プログラムだ。これは、全身の筋力が低下していく「脊髄性筋萎縮症（SMA）」患者の体の動きを解析するために生まれた。

「脊髄性筋萎縮症は、まだ研修医だった約30年前に担当していたことがあったんです。当時は薬もなく、視線を使っての会話術などQOL（クオリティ・オブ・ライフ）を改善する程度のことしかできなかった。それから約10年後、『TRH』という薬を、岐阜大学独自で脊髄性筋萎縮症の患者に向けて臨床応用し始めたのですが、その薬効を定量的に評価する方法がないということに改めて驚いたわけです」

脊髄性筋萎縮症の症状を評価する際、これまでは『腕が上がらない＝0点』、『途中まで上がる＝1点』、『耳まで上がる＝2点』など大まかな評価方法が主体だった。

「でも、震えながら腕がぎこちなく上がるのと、スムーズに上がるのでは違いますよね？　『TRH』を投与すると、明らかに動きがスムーズになるわけです。これを臨床的には『滑らかになった』と表現します。しかし、その『滑らかさ』を評価する指標がなかった。これでは、薬を承認する機関に提出しても、どちらも手が上がっている状態と見なされ『治療効果ナシ』と判断されてしまう。そこで何かしらの指標が必要だと考えていました」

加藤教授は、遺伝子の変異によって生まれる病気の研究でも知られている。なかでも、免疫異常の原因物質（分子構造）を世界で初めて『立体的（3D）』に捉え、新薬開発へと導いた功績が大きい。『ハイテク技術を用いて立体構造を解明していく』ことは得意分野なのだ。

「体の動きを3Dで表現しようと考えたときに、スポーツの世界ではモーションキャプチャを使っているなと思ったんです。そこで、学内に眠っていた装置を引っ張り出して計測をしてみました。しかし、既存の方法論では臨床現場で必要とされる評価ができない。つまり、ぎこちなく上がる手と、滑らかに上がる手の違いを数値化できなかった」

モーションキャプチャとは、複数の赤外線カメラを並べた場所でマーカーと呼ばれる小さな球体を体に取り付ける。すると、カメラがマーカーの動きを捉え、軌道を計測していくというものだ。主に、正常な動きと比べてどれくらいズレているのかを計測するものであり、また正常値とされるものは健常者を対象としたものであった。

シンプルを極めたら、
アップルウォッチでも測定できることが判明

「臨床的な所見をどうすれば数学的に表現できるかを試行錯誤をしているとき、大学行きのバスの中で出会った方に話しかけてみたら、偶然にもコンピューターサイエンスを専門とする松丸先生だったわけです」

共同研究者である松丸直樹さんは、会津大学のコンピュータ理工学部、米国ウェイン州立大学コンピュータ研究科を経て、ドイツのフリードリッヒ・シラー大学コンピューターサイエンス研究科で理学博士となった人物。しかし、そんな専門家とタッグを組んでも『滑らかさ』の指標づくりには5年の歳月がかかった。

「できあがってみれば、1ヶ月もあればできたと思えるかもしれない（笑）。基本的な計算方法は、かなり早い段階でほぼ決まっていました。でも、患者さんにお願いするタスク（動き）と、我々が考えている解析手法がフィットするかなども含め、実証して検証して、最終的な計算まで詰めるのに時間がかかったんです」

一般的に、ぎこちない動きとスムーズな動きの違いは、モーションキャプチャを使いマーカーがブレる姿を表現すればいいと考える。そこで『ブレ』とは何かを考えたとき、加藤教授らは『空間精確性』（反復運動した際の、軌道の差を体積に似た数値として算出）と、『滑らかさ』（連続するベクトルの変化のズレから軌道の歪みを算出）というふたつの指標を取り入れた。

「一般的なモーションキャプチャは、20～30個のマーカーを取り付けるので、それもまたモーションキャプチャが臨床現場で敬遠される要因です。そこで、我々はできる限りシンプルなものを作ろうと思い研究開発した結果、マーカーが1つあれば解析できることがわかりました。その副産物としてアップルウォッチに内蔵されている加速度センサーなどを使っても、ほぼ同じ『空間精確性』『滑らかさ』という解析指標を使って評価できることがわかりました。実際の計算式はまったく別物なのですが（笑）」

モーションキャプチャを使う場合は、赤外線カメラなどの装置が必要になるが、アップルウォッチなら専用のアプリを使うだけ。これならば、町のクリニック、さらには在宅でも測定することができる。そうなると、遠隔医療の領域まで広がっていくことが予想される。また、動画に比べてモーションキャプチャやアップルウォッチからのデータは、せいぜい数十キロバイト。そのため、データのやり取りや保存も容易だ。今後、世界中からモーションキャプチャやアップルウォッチからのデータが集まれば、脊髄性筋萎縮症の子どもの標準値も決まってくる。すると、データ解析の手法にも広がりが生まれるかもしれない。

動きの滑らかさを追求すると、
「美」とは何か？ にたどり着く

「運動機能を定量評価できるということは、薬の効果を可視化できるだけでなく、逆にどれくらいのペースで悪くなっていくのかもわかります。実は、そこもよくわかっていない部分なんです。また、神経疾患や筋肉疾患の患者さんだけでなく、発達障害の方へも応用できると思われます。さらには、スポーツや踊り、伝統芸能の世界で『キレ』や『美しさ』などと呼ばれる曖昧な表現も、数値で表現できるかもしれません」

私たちがプロのスポーツ選手やダンサーを見たとき、「動きに優雅さがある」「動きにキレがある」などと感心する場面は多い。しかし、なぜそう感じるのかを数学的に表現する術はこれまでになかった。しかし、『空間精確性』と『滑らか』さという指標を応用すれば、従来は曖昧だった『美』の領域へと踏み込むことができる。

「モーションキャプチャはスポーツの分野だけでなく、CGの世界でも使われていたりと、世界中にはさまざまなデータがあります。それらの過去データを使い、我々の解析プログラムで新しい評価軸を得ることができる。そうなると、医療とは違う業界でまったく新しい使われ方が生まれる可能性がある。そうなったら面白いですよね」

最後に、現在気になっている技術についてお話を伺った。

「アップルウォッチなど、ウェアラブルデバイスの進化に注目しています。今後さらに小さくなれば、指の繊細な表現も測定できるなど、ハード面の発達によって次なる展開が生まれる気がします」

加藤善一郎（Zenichiro Kato）
1990年　岐阜大学医学部医学科卒業、岐阜大学医学部小児科入局。
1997年　岐阜大学院医学研究科修了（医学博士）、奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科（国内留学・研究員）
1998年　岐阜大学医学部 助手（小児科）
2004年　岐阜大学医学部 講師（小児科）
2005年　ハーバード大学分子細胞生物学留学 客員研究員
2010年　岐阜大学医学部 准教授（小児科）
2011年　岐阜大学大学院医学系研究科 臨床教授（小児病態学）
2014年　岐阜大学大学院連合創薬医療情報研究科 教授（構造医学）、岐阜大学大学院医学系研究科 教授（小児病態学）