私たちは皆、過去にクモを1匹や2匹殺したことがあるでしょう。しかし、もしそのクモの死骸を何か役に立つものに再利用できたらどうでしょうか？テキサス州ライス大学の研究者たちは、それが可能だと考えており、死んだクモに空気を注入して小さな物体を掴むという「ネクロボティクス」という分野を開拓しています。
ライス大学の機械工学助教授ダニエル・プレストン氏が研究室の準備をしている時、彼と大学院生フェイ・ヤップ氏は、部屋の隅に死んだクモの脚がなぜ丸まっているのか疑問に思いました。調べてみると、クモは脚を伸ばす際に中央の空洞から液体を脚に送り込むことで水圧を発生させることがわかりました。つまり、クモが死ぬと脚は完全に縮んだ状態になるのです。プレストン氏とヤップ氏は、死んだクモの脚に空気を注入して脚を強制的に開かせることで、この水圧プロセスをハッキングできないかと考えました。そして、それが可能だと分かりました。この生物学的グリッパーを作るための不気味な機会に関する彼らの研究は、月曜日にAdvanced Science誌に掲載されました。
「（クモは）実際には曲げる筋肉しか持っていません」とヤップ氏はビデオ通話で述べた。つまり、クモは脚を引っ込めることはできるが、伸ばす筋肉はないということだ。「脚を伸ばすには水圧を利用しているのです」
この圧力はクモの前体部（クモの脚が体と接合する部分）から発生し、そこからクモの脚に液体が送られることで歩行が可能になる。個々の脚は、クモの解剖学的構造にある弁の開閉によって制御されている。プレストン、ヤップ、そして同僚たちは、死んだクモの前体部に注射器を慎重に挿入すると、空気で水圧を模倣し、クモの脚を一度に全て伸縮させることができることを発見した。これは、クモをグリッパーとして利用できることを意味していた。しかし、なぜこのような不穏な試みがなされたのだろうか？
「サンプル採取などの用途に活用することに興味があります」とプレストン氏は述べた。「油圧または空気圧駆動による固有の柔軟性を応用することで、壊れやすいサンプルや、例えば野外で採取したい他の生きた昆虫などを保護することができます。」
再利用されたクモ類の特性は、非常に有望である。研究チームは、クモのグリッパーは1,000回以上の開閉サイクルに耐えることができ、自身の体重の130%を持ち上げることができることを発見した。
研究者たちは今回の論文では主にコモリグモを用いたが、他のクモ種でも同様に使用できると考えている。興味深いことに、ヤップ氏によると、ゴリアテグモのような体重の大きいクモは体重の10分の1しか持ち上げることができなかったのに対し、ハエトリグモのような小型のクモは体重の2倍もの物体を持ち上げることができる可能性があることが分かったという。
研究室外の人々がこのプロジェクトにどう反応したかについて、プレストン氏によると、ほとんどの人はグリッパーの有効性を見て支持し、興奮さえしていたという。しかし、クモが周囲にいることにあまり快く思わない人もいたという。
「フロントオフィスの従業員の一人が、クモが本当に苦手なんです。だから、プロジェクトで使うクモが届くたびにフロントオフィスに電話して、ちょっと知らせるようにしていました」とプレストンは笑いながら言った。チームはクモを生物供給会社に注文したが、残念ながら死んでいないクモもいた。ヤップはこう説明した。「クモは無生物の場合もありますが、安楽死させなければならない場合もあります。ですから、文献を調べて、最も人道的な殺処分方法を調べているんです」
このプロジェクトは一見奇妙に思えるかもしれないが、プレストン氏は、これが彼の研究室の研究分野であるソフトロボティクス研究にぴったり当てはまると考えている。「私たちは、エネルギー、材料、流体が交差するあらゆるものを研究対象としています」と彼は言う。「ソフトロボティクスでは、一般的に非伝統的な材料、つまり一般的な硬質プラスチックや金属ではなく、ハイドロゲルやエラストマーといった材料や、磁気や光といった独自の駆動モードを用いることが多いのです。」プレストン氏とヤップ氏は、この研究を、個々の脚を開閉する方法の解明など、ネクロボティックグリッパーに関する他の研究の出発点として活用することに非常に意欲的だ。
世界中の研究者が生物に着想を得たロボット工学に取り組んでいる中、プレストン、ヤップ、そしてチームメンバーは、研究室の床から拾い上げた生物学そのものを、まさに本題に据えました。この創造的で自然に着想を得た作品は、まさにマッドサイエンスの真髄と言えるでしょう。
