《SOFT ROBOTICS Collective 生命と機械の学校》 vol.01 「人工筋肉ってなんだろう Work Shop + Talk Session」レポート

ワークショップ「“生き物の動き”を作ってみよう」

《SOFT ROBOTICS Collective》第1回目の講師として迎えたのは、元MIT研究員であり、現在は東京大学で知能ロボティクスを専門分野に研究をされている新山龍馬さん。日本におけるソフトロボティクス界の第一人者ともいえる存在です。イベントの第1部では参加者に“やわらかいロボット”を動かすのに欠かせない人工筋肉を実際に作ってもらうワークショップ、続く第2部では「人工筋肉とは何か？」をテーマとした新山さんによるトークセッションが行われました。

この日のワークショップに参加したのは、小学生から大人まで、さまざまな世代の20名の方々。彼らが最初に作ることになったのは、空気を入れると曲がるタイプの人工筋肉。ナイロンフィルムで作ったパーツに厚紙をつけ、シリンジ（注射器）でチューブを通して空気を入れると膨らみ、チョウチョの羽ばたきのような動きをするパウチモーター。シンプルながらも動きの原理を学べる人工筋肉です。

人工筋肉の作り方は、新山さんがディレクターを務める《OPEN SOFT MACHINES》のウェブサイトで、ソフトロボティクスの素材の扱い方・インターフェース・ロボットに至るまでの製作方法とともに動画などでわかりやすく説明されています。

まずはベースとなるパウチ作り。型紙の上にナイロンフィルムを乗せて印をつけ、ハサミで切り取り、熱シーラーで貼り合わせていきます。ここまでは皆さん順調でしたが、空気を入れる穴を開ける段階になると新山さんやアシスタントの3人に質問する人も。「本当に小さな穴にしないと作り直しになります。直径1ミリくらい、つまようじの直径よりもさらに小さいくらいの穴を開けるイメージです。フィルムの端っこで練習すると、本番でうまくできると思います」という新山さんのアドバイスを聞きながら、皆さん作業を黙々とつづけます。

空気穴を開けたら、今度はパウチとチューブをつなげるコネクターを取り付けます。参加者の方々は工作慣れしている人が多かったようで、こちらの作業は皆さん難なくクリア。あとはパウチに厚紙をつけ、コネクターにチューブをつなげ、チューブのもう片方をシリンジにつなげればパウチモーターが完成。シリンジで空気を入れてパウチモーターが動く様子に、思わず「おぉ〜」と声が出てしまう人が会場のあちこちに。

全員が作り終えるまでの間に行われたのが、パウチモーターの事例紹介。ひとつ目は、パウチの内側に仕切りと空気が通る道をつけることによって伸び縮みの動きをするパウチモーター。一見ただの袋にも見えますが、空気を入れるとペットボトルが持ち上がるほどの力を生み出します。

ふたつ目は、仕切りの角度を斜めにしたパウチモーター。ひとつ目とあまり違いがないようなパウチモーターですが、空気を入れるとグルッとねじれる動きを見せ、その様子に驚きの声をあげる人も。最後には完成したばかりというArduinoで空気量を制御できるパウチモーターも紹介されました。

左から新山龍馬先生、ワークショップのアシスタントを務めたソン ヨンアさん

続いて参加者の皆さんに挑戦してもらったのが“生き物の動き”をするパウチモーター作り。こちらの制作に関しては、オーガナイザーのドリタさんから以下の“お題”が出され、さまざまなパウチモーターの型紙と、装飾用の材料が追加で用意されました。

左から柳原一也（MTRL）、ドリタさん

突然ですが、あなたはこれから、人間以外に生まれ変わらなくてはならなくなりました。※ちなみに人類は絶滅しました。

何に生まれ変わって、この世界を生き延びますか？

生まれ変わりたいものを今日作ったパウチ型の人工筋肉で作ってみてください。

なぜその生物を選んだか、生き延びるための機能や動きを今日作ったパウチ型の人工筋肉で作って教えてください。

どんな生き物にするか、アイデアを膨らます参加者の皆さん。スマートフォンで動物の動画を見ながら考える人もいれば、持参したノートに動きのイメージを図で描きながら考える人、用意されたパウチモーターの設計図をベースに動きを考える人。誰もがそれぞれの方法でアイデアを膨らませていきます。

10分ほどすると何人かがパウチモーター作りに着手。用意されていた型紙をそのまま使う人もいれば、異なるパウチモーターをつなぎ合わせる人、また中にはオリジナルのパウチモーター作りにチャレンジする強者も。サイズも手のひらサイズのものから、やや大きめのものまでと、なんともバリエーション豊か。パウチモーターが完成しても、空気もれをして動かなかったり、想像していたのとは違う動きをしたりと苦戦する人も中にいましたが、新山さんとアシスタントたちにアドバイスをもらいながら、それぞれの完成形を目指します。

当初の予定よりも制作時間を延長し、全員の“生き物”が完成したところで総評へ。作り上げた“生き物”について、一人ひとりにプレゼンテーションをしてもらいました。生まれ変わったらしてみたい暮らしにあわせて動きを考えた人、好きな動物の習性を取り入れた人、捕食されないようにカラフルな装飾にした人、妖怪の一反木綿の動きを参考にした人……予想以上に多様な“生き物”が誕生しました。

中でも「すごい！」と、たくさんの反応があったのが、父娘で参加したふたりが作り上げた“生き物”。「みんな同時に生まれ変わるんじゃないかなと思ったので、『こういうものが好きです』と伝えながらコミュニケーションできるように」と、好きな生き物である“虫”に好物の“エビフライ”と“マグロ”を組み合わせたという、なんともユニークな造形。また動きについても「最初はグルグルと回るものを作っていたのですが、先生に『なぜパウチモーターには裏表がないのに、片側にだけ回るのか？』と聞いたところ、ちょっとしたバランスで回ることと、厚紙で片側を押さえると曲がる方向が変わることを教えてもらって。そこで厚紙を裏表の交互に貼ってみたところ、グニュグニュする動きになりました」と、“なぜ？”から生まれたアイデアも活かされていました。

参加者全員のプレゼンテーションが終わり、最後に行われたのが新山さんによる総評。「何回か学生を対象としたワークショップをこれまで行っているのですが、作ったものを見せてもらうのが、毎回すごく楽しいんですよね。今日は『見たことのないものばっかりだな』と多様性を感じました。あと材料を足すと、それだけで質感が違ってくることも面白かったです」と、新山さん自身もワークショップを楽しまれていた様子。「形にするのが難しかったり、動かなかったりすることを通して、生き物の面白さや、いま生きている生き物がいかに上手くできているのかを感じたのではないかと思います」

当日のイベントの様子はこの動画でご覧いただけます。

トークセッション「人工筋肉とは何か？——やわらかいロボット」

ワークショップに続いて行われたのが、新山さんによるトークセッション。こちらは「ソフトロボティクス入門」「生物と機械」「ソフトロボット最前線」の3つのパートで構成された、ソフトロボットの基礎知識から最新の“やわらかいロボット”について学べるという内容。

「これまでのロボットと違い、歯車とかネジを全然使っていないロボットが進化して新しいものができるのではないかと、ロボット研究の中でも盛り上がっています」と始まった「ソフトロボティクス入門」のパートで最初に紹介されたのは、空気圧で変形するシリコンラバー製のチューブを使用した触手のようなグリッパーと、密度を調整することによって粉体の硬軟を変えるジャミング転移を応用したドラえもんの手のように何でも持ち上げられるロボット・グリッパー。

素人目には未来を感じるものに感じられますが、実はどちらも10年以上前に作られたもの。「ソフトロボットという言葉が出てきたのは2009年頃ですが、昔からこういった研究はされていました」と新山さん。「その頃は技術や材料がなかったのですが、最近になって色々な柔らかい材料を使って実際に動かせるようになったというのが背景にあります」

従来の“かたい”ロボットを動かすアクチュエータとしては、モーターや油圧シリンダーなどが使われています。これに対して“やわらかい”ロボットの“やわらかい”アクチュエータとして求められるのが人工筋肉。「生物と機械」のパートでは「人工筋肉と呼ばれているものも色々とありますが、なかなか生き物の筋肉に匹敵するようなものはできていません」と前置きしつつ、筋肉の仕組みに関する解説を交えながら人工筋肉を使用したロボットと、その動きを紹介。また新山さんが数年前から研究しているという昆虫の羽ばたきについても、X線によるコンピュータ断層写真撮影（CT）で撮ったカブトムシの筋肉の写真などを交えながら解説が行われました。

「ソフトロボット最前線」のパートで行われたのは、食べられる素材で作られた可食ロボット、静水圧骨格を使用した連続アーム、そしてソフトボロティクスの最近のトレンドだという空気で動かすロボットなど、さまざまな最新ソフトロボットの紹介。空気で動かすロボットとしてはディズニーの『ベイマックス』をどこか彷彿とさせる、気体を注入して膨らむ構造を利用したインフレータブル・ロボットをはじめ、新山さんがファッションブランド《ANREALAGE（アンリアレイジ）》と制作した34℃で気化する低沸点液体を封入したパウチモーターの働きにより、体温の変化にあわせて洋服に配置されたコサージュの花が咲いたり、しぼんだりを繰り返すインスタレーション作品『A LIVE UN LIVE』も登場。またインフレータブル・ロボットが持つ “安全性”や“やさしさ”に新山さんは興味を持っていて、研究室では風船型ロボットなどを作られていることも明かされました。

トークの中で印象的だったのが「研究はどんどん複雑に難しくしていく側面があるけれど、私としては難しいだけが研究じゃないと考えていて。できるだけ簡単に作れること、単純な構造だけど工夫ができるものを目指すのも大事だと思っています」という新山さんの言葉。ものすごく高性能ながらも専門知識のある人にしか扱えないロボットよりも、そこまで複雑な機能はなくとも誰でも扱えるロボットのほうが、人はより親近感を抱けるはず。新山さんが目指す“やわらかいロボット”には、さまざまな“やわらかさ”が秘められていることを伺える言葉でした。

そして予想以上の盛り上がりを見せたのが、トーク後に行われた質疑応答。「アクチュエータの力の限界は分かってきているのか？」「昆虫のように大きな体を細い脚で支えることは人工筋肉に可能なのか？」「生物の生態や仕組みからアイデアを得るのが最良の方法なのか？」など、参加者のソフトロボットや人工筋肉への興味の深さを感じられる質問が次々と飛び出しました。

「今後ソフトロボティクスは、どのような方向へと向かっていく？」という質問には、「丈夫さや精度でいったら“硬いロボットのほうが良いよね”となってしまうので、一点で高いロボットではなく、使い捨てで良いものや安く作れるものといった価値観の変換が必要かなと思っています。例えば我々が着ている洋服にライフサイクルがあるように、ソフトロボットも生まれて、使って、消耗して死んでいくというエコシステムを考えながら研究が行われていく気がします」と答えていた新山さん。そう遠くない未来、どんなソフトロボットが“ロボット”の既成概念を破ってくれるのか楽しみです。

また「自宅で使っているソフトロボットはありますか？」という質問に対して、新山さんが「お気に入りの“やわらかいロボット”」として答えたのが、ユカイ工学が開発した、しっぽがついたクッション型セラピーロボット《Qoobo（クーボ）》。1月26日（日）に開催される《SOFT ROBOTICS Collective》第2回では、この《Qoobo》のしっぽの動きを設計した鷲坂隆志さんをゲストの1人として招き、トークセッションを行う予定です。セッションのテーマは「生き物から学ぶ、しっぽから考える、ロボティクスとの生活」と、今後ロボットが私たちの暮らしにどのような形で根ざしていくのかを予見する内容となりそうです。未来のロボットの“かたち”について、参加者全員で考える《SOFT ROBOTICS Collective》、引き続きご注目ください。

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