チャールズ・ダーウィンがかつて「世界で最も素晴らしい植物の一つ」と称したことから、『リトル・ショップ・オブ・ホラーズ』の人食いオードリー2世まで、ハエトリグサは1世紀以上にわたり、芸術家や科学者にインスピレーションを与えてきました。その伝統に、新たなソフトグリップロボットが加わりました。Nature Communications誌に本日発表された研究によると、このロボットは物体を感知し、拾い上げるための設計に、ハエトリグサをヒントにしています。
「スマートマテリアルや機能性材料に興味を持つ人は、自然界からインスピレーションを得ることが多い」と、研究著者のアリ・プリイマジ氏は語る。「私たちの場合もまさにそうです。」
ハエトリグサの葉の内側には小さな誘引毛があり、昆虫や物体が20秒以内に少なくとも2本以上の誘引毛に触れると、誘引毛の根元にある感覚細胞が電気信号を発生させます。これが運動細胞を刺激し、ハエトリグサはパチンと閉じます。この化学感覚関係によって、ハエが着地すると閉じ、埃が舞い上がると開いたままになるよう、ハエトリグサは「認識」しているのです。
「ハエトリグサは異なる物体を区別できるという点です」とプリイマギ氏は語る。「例えばハエが表面に侵入すると閉じますが、塵の粒子の場合は何もしません。それが私たちのシステムに組み込んだ部分です…もちろん、私たちのデバイスはもっと単純なものです。しかし、この自律的な意思決定、まさにハエトリグサを模倣したかったのです。」
この新しいロボットは、触覚ではなく光によってパチンと音を立てる。研究者たちは、液晶エラストマーと呼ばれる光応答性ポリマーの薄い数センチメートルの層を光ファイバーに接着した。光は光ファイバーを通過し、物体が視野に入ると（物体からの光の一部がポリマー層に反射する）、この反射によってロボットは閉じて物体を掴む。これはハエトリグサの習性によるものだ。
つまり、ロボットは物体を掴むために複雑なコンピューティングシステムや外部からの介入を必要としません。条件が整えば、例えば昆虫が20秒以内に2本のトリガーヘアに触れる、あるいは物体から十分な光が液晶エラストマーに反射するなど、システムは反応します。
液晶エラストマーと光ファイバーはどちらもプリイマジ氏の研究よりも古くから存在していました。彼の設計がユニークであるのは、この2つを組み合わせた点にあります。実用化がどうなるかはまだ分かりませんが、プリイマジ氏は、この設計が将来的には、従来のコンピュータプロセッサでは狭すぎる場所や、超小型デバイスの品質管理システムなどに利用できるようになると考えています。
研究チームは現在、この装置に色を認識させるかどうかを検討している。このトラップは反射光に基づいて動作するため、例えば赤色を感知するとポリマーを閉じ、緑色を感知すると開いたままにできる可能性がある。さらに、プリイマギ氏は、より重い物体を持ち上げられるようにしたいと考えている。
そして最後に、プリイマギ氏によると、ロボットハエトリグサをさらにハエトリグサらしくするという目標があるという。「実際のハエトリグサの特徴の一つは、閉じる動作がパチンと音を立てることです。このパチンと音を立てる動作のおかげで、ハエトリグサは消費電力をほとんどかけずに、非常に速くパチンと音を立てることができるのだと思います。これは、システムの動作速度をもっと速くできるかどうか、将来的に開発を進めたい点です。」
