東京大学のロボット工学者たちは、ターミネーターの実現に向けて小さな一歩を踏み出した。彼らは、生きた人間の皮膚でシームレスに覆われた関節式ロボットの指を開発したのだ。
人間そっくりの外観を持つヒューマノイドロボットを作ろうとする最近の試みが、必ずどこかで不気味の谷に陥ってしまうのには、多くの理由があります。不気味の谷とは、生身の人間との不完全な類似性が、私たちに強い否定的な感情を呼び起こす現象です。ヒューマノイドロボットの動き方も確かにその不自然な外観の一因となっていますが、多くの場合、人間の皮膚を再現するために使用されている人工素材が、ヒューマノイドロボットを特に不気味に感じさせるのです。
ゴムやシリコンのような素材は、人間の皮膚のように動いたり、曲がったり、しわになったり、光に反応したりしません。そのため、人工皮膚が使われていることは、私たちの目と脳にすぐに分かります。SFの世界では、本物と見分けがつかないロボット人間を作ることの潜在的なリスクについて、幾度となく警告されてきましたが、人間が最終的にロボットと意味のある形で交流できるようになるためには、不気味の谷を乗り越えることが重要になります。
人工皮膚の改良を続け、より本物らしく見せるか、代替品は存在しないと認め、本物の皮膚を使うか、どちらかしかない。東京大学の研究チームはまさにその道を選んだ。彼らは最近Matter誌に掲載された論文で、ロボット指を生きた皮膚組織でシームレスに包み込むための新たな手法を詳述している。
人工生物を人間の皮膚で覆う最も明白な方法は、研究室で人間の皮膚シートを培養し、それをロボットの様々な部位に巻き付けることです。火傷の患者に人工皮膚を移植するのと同じような方法です。しかし、熟練した技術を用いても、継ぎ目は残ります。これは生身の人間にはないものであり、完璧にフィットしなければ、皮膚の自然な柔軟性や動きが制限されてしまいます。
研究者たちはここで全く異なるアプローチを採用した。まず、3つの可動関節を備えた比較的シンプルなロボット指を、構造タンパク質であるコラーゲンと、皮膚の結合組織とその真皮層に存在する主要なヒト細胞である真皮線維芽細胞からなる溶液に浸した。この溶液は収縮してロボット指にぴったりとフィットし、その上に皮膚の表皮層に存在する主要なヒト細胞である表皮ケラチノサイトを多層に塗布するための柔軟な土台を作成した。
表皮角化細胞の外層は、ロボット指に皮膚のような質感（メラニンや血液による外観への影響を除けば）を与えるだけでなく、ロボット指の形状変化にしっかりとフィットし、破れることなく十分な強度と弾力性も備えています。また、指の表皮は人間の皮膚のように継ぎ目がない工程で作られているため、完全な防水性を備えています。これは、内部に電子機器や機械部品が収納され、水に弱いロボットにとって大きな利点です。
本物の人間の皮膚を使うもう一つの利点は、治癒力があり、多くの場合、その後の損傷の痕跡が残らないことです。研究者たちは、ヒューマノイドロボットが安全に世界を移動できるようになる過程で頻繁に起こるであろう、指の皮膚に意図的に傷をつけました。そして、コラーゲン製の「包帯」で傷を覆うことで、皮膚がその後も自然に曲げ伸ばしを続け、それ以上の損傷を起こさずに済むようにしました。
しかし、この研究は、現実味のあるヒューマノイドロボットの創造に向けた、ほんの初期段階に過ぎません。指を覆う人間の皮膚層は、人間の皮膚よりもはるかに耐久性が低く、ロボットは指の成長と再生に必要な栄養素を継続的に供給することができません。そのため、指の寿命は長くありませんが、研究者たちは、感覚を司るニューロンや汗腺など、より複雑な構造と機能を組み込んだ将来的な改良によって、寿命を延ばしたいと考えています。つまり、将来的にはロボットが人間のように臭いを発するようになるかもしれません。
