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ロボットが触覚を?電子皮膚(人工皮膚)の秘密

まるで人間のように暑さや痛さを感じることが出来るという電子皮膚。その電子皮膚によってロボットはどのように進化するのでしょうか?

更新日: 2013年12月30日

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この記事は私がまとめました

callmichaelさん

電子皮膚とは?

ゲルマニウムとシリコンで出来ていて、その周りに粘着質なポリイミド薄膜が巻きつけてあるものなんですが、プロトタイプは約7.6平方センチぐらいのもので、0~15キロパスカルの圧力を与えてみたところ、それぞれの圧力を的確に見抜く事ができたそう

電子皮膚によってどう進化するのか

一般的に人間は、壊れやすい卵を割らないで持つ方法を知っています。例えば私たちが棚から食器をおろすロボットが欲しいとします。その時には、確実にお皿やワイングラスを壊さないようにしてほしいって思いますよね。更に、お鍋も落とさないようにしっかりと掴んでほしいと思うでしょ? それを可能にしてくれるんです。

服を着たり、新聞を読んだりという基本的な行動も、直感的な触感と圧力を必要としていて、この新しい皮膚はロボットの握るという行為に、その感覚を加えることができたんです。

東京大学で研究が進んでいるらしい

世界で最も薄い電子回路を東京大学などのグループが開発し、医療機器などへの応用が期待されています。この電子回路は、東京大学とオーストリアのヨハネス・ケプラー大学が共同で開発したシート状の回路で、 重さはコピー用紙の1/30で、厚みが食品用ラップフィルム1/5ほどしか無く、 折り曲げたり丸めたりしても機能し、2倍程度までなら伸ばすこともできます。

なんと電子タトゥーというものも存在する

物質科学者John Rogers氏と彼の事務所MC10はタトゥ―シールのように直接肌に貼るタイプの電子回路「Biostamp」を発明。これを付けることで着用者の体温、心拍数、汗の量などの健康状態のモニタリングが可能になるそうです。

Google傘下のMotorola Mobilityが、皮膚にプリントする電子タトゥーをスマートフォンなどのマイクに応用した仕組みを米国で特許出願していたことが判明しました。

「モバイル通信デバイスと電子タトゥーのカップリング」という特許の公開資料によると、この電子タトゥーはスマートフォンやタブレットなどのモバイル通信デバイスへの音声入力機能を提供する電子回路で、マイクや無線通信用のICチップが内蔵されています。これを喉の付近にプリントすることで、人の声を喉の振動から直接拾ってモバイル端末にワイヤレスで転送するという仕組みです。電源はモバイル端末側からワイヤレスで取る仕組みになっています。

直径100ミクロ(髪の毛くらい)で人体の皮膚の上にプリントする電子回路。
弾性のあるポリエステル素材の中に電子回路が内蔵されており、伸びたり曲げたりしても大丈夫なものになっています。

この電子タトゥーをプリントすれば、その脳波を読み取る事が可能となり、将来的には様々なコマンドをマシンに与えることが出来るようです。
電源はソーラーセルによって確保し、サーマルセンサーによって皮膚の温度を計測したり、血液酸素濃度を分析することも可能だとか。

さらに人間に近づくためには"クオリア"というものが重要

クオリアとは、心的生活のうち、内観によって知られうる現象的側面のこと、とりわけそれを構成する個々の質、感覚のことをいう。日本語では感覚質(かんかくしつ)と訳される。

簡単に言えば、クオリアとは「感じ」のことである。「イチゴのあの赤い感じ」、「空のあの青々とした感じ」、「二日酔いで頭がズキズキ痛むあの感じ」、「面白い映画を見ている時のワクワクするあの感じ」といった、主観的に体験される様々な質のことである。

リンゴを見るとき、リンゴに反射した光が眼から脳に届く。光は電磁波の一種だ。一定の波長をもったその電磁波の刺激に応じて、脳のニューロン(神経細胞)が一定の電気的・化学的な信号を発する。その信号が無数に行き交うことで、私たちは「赤い」と感じる。しかし、電磁波がそもそも赤いわけではなく、ニューロンが赤くなるわけでもない。リンゴの赤い感じは「脳の中で作られる」と言ったほうがいいのだ。このとき、リンゴも電磁波もニューロンも物質であって、同一の物理法則で記述できる。しかし、そのとき我々が感じている「赤い」という感じそのものは、物質とは言いがたく、質量や速度といった物理データで記述できそうにない。結局、脳という物質の働きから、「赤い」という、物質とは違うなにかが生じている、ということになる。

青い空を見て私は「青いね」と言い、隣の人も「うん、青いね」と言う。しかし私が「青い」と言っている「この感じ」を、隣の人が同じように感じているのかどうか、それは絶対に確かめようがない。リンゴに反射する電磁波の波長は、私にも隣人にも同じであることは間違いない。お湯の温度は、私が測ろうと隣人が測ろうと変わらない。しかし私が見ている「リンゴの赤そのもの」は私にしか分からない。私がお湯に手をつけたときの「熱いという感じそのもの」は私にしか分からない。

人間とロボットの違いってなんなんだろう

僕は人間には自我があるし、ロボットだって持つことができると思います。突き詰めると大して差がないのですよね。結局相手に対して感情を認めることができるのか? という個人的な能力が終着点になる問題です。

ロボットは考え、かなり高度な判断をします。でも、生き物ではないです。ここは人間との大きなちがいです。
人間のために作られたので、「三原則」のようなものが考えられたのだと思います。

第一条 ロボットは人間に危害を加えてはならない。また、その危険を看過することによって、人間に危害を及ぼしてはならない。
第二条 ロボットは人間にあたえられた命令に服従しなければならない。ただし、あたえられた命令が、第一条に反する場合は、この限りでない。
第三条 ロボットは、前掲第一条および第二条に反するおそれのないかぎり、自己をまもらなければならない。

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