ワイヤー72本を減らす工夫を模索
肢の制御に関しては、「飛行に次いで大事な研究」と佐藤氏は強調する。
「サイボーグ昆虫の目的はレスキュー支援です。例えば災害地、瓦礫の下の捜索において、人間や救助犬では入り込めない狭い場所でも、体の小さい昆虫なら内部に入り込み、瓦礫の奥の様子を探ることができます。生存者は周囲とくらべて温度が高いので、昆虫に赤外線センサーを搭載すれば、生存者の場所や人数に関する情報を得て、無線で外の捜索部隊に届けることができます。また、昆虫にマイクを搭載すれば、生存者と捜索部隊の無線通信も可能となります。この目的を考えれば、移動手段として飛行だけでなく歩行が有力です。捜索地付近までは飛行で移動して、極端に狭い場所の内部へは歩行で侵入する、この二つの制御が可能になれば、レスキュー支援ツールとしての実用化に近づけます。ちなみに、カブトムシを使っている理由もここにあります。蛾やバッタ、ハエ、他の昆虫では翅は常に剥き出しですが、カブトムシは翅を折り畳み硬い皮膚の下に収納します。歩行での捜索中に翅を傷つける心配がありません」(佐藤氏)
一昨年から今年にかけては、肢の制御に多くの時間を割いている。その結果、肢の開け/閉じのみならず、肢を伸ばす角度まで制御できるようになっている。
しかし、現在の実験はまだ肢一本に留まっており、歩行が可能になるまでにはまだまだ課題が多いという。
「1カ所の筋肉を動かすのにプラス(作用極)/マイナス(対極)1対の電極が必要で、1つの肢の制御には6つの筋肉を刺激する必要があり、計6対つまり12本の金属の細線を1つの肢に埋め込みます。昆虫が持つ6つの肢をすべて制御する場合、合計72本の金属細線を埋め込むことになりますね。研究室での実験だけを考えれば、72本というのは非現実的な数ではなく、できないことではありません。けれども災害地などでの実地利用では、細線が障害物に絡まることを避けるために細線を昆虫の体内や体の表面に収納する工夫が必要で、72本の細線をすべて収納することは難しそうです。また、マイコンの出力端子の数が限られていますし、歩行のためのプログラムを組む上で、出力の数が多いことは厄介です。歩行を実現するには、電極の数を減らすことが求められます」(佐藤氏)
解決策として、例えば、マイナスの電極を共通に1本化することが考えられる。その場合共通となる1本の電極をどこに埋め込むかを適切に選ぶ必要がある。また、6本全ての肢を制御せず、4本あるいは2本の制御で歩行することは可能かどうか、といった案が検討されているという。
「過酷な自然環境で暮らしていれば肢を失うことはありますが、昆虫はとてもタフな歩行機構を持っており、数本の肢を失っても歩くことができます。1本の肢の制御を可能にした現在では、次の段階として、2本肢での歩行制御を試みています」(佐藤氏)
実は佐藤氏、次の動画のようにすでに2本肢の同時制御をテストしており、歩行の実演まではあと一歩のところまで来ている。
