東北大学大学院工学研究科ロボティクス専攻の准教授大脇大氏をリーダーとする研究チームは、ジェリーフィッシュの泳ぎ動作を微弱な電気信号を使って制御し、その速度を予測する軽量な人工知能（AI）モデルを開発することに成功しました。この研究は、自然との調和を重視した新しい海洋探査技術の開発に向けた重要な第一歩となっており、「ジェリーフィッシュサイボーグ」が現実味を帯びてきています。 ジェリーフィッシュは骨がなく、rudimentaryな神経網しか持たないという特異な生物ですが、その効率的な泳ぎ方は体幹の筋肉リングによって生成される単純なジェット推進によるものです。この現象を科学家たちは「エンバディドインテリジェンス」と呼び、生物の物理構造が問題解決に貢献していることを示しています。ジェリーフィッシュを利用することで、サンゴ礁のモニタリング、石油くみ取りの追跡、海洋気候の観察などが、低エネルギーで環境に配慮した方法で行われる可能性があります。 大脇氏のチームは、ジェリーフィッシュの筋肉リングに小型の電極を取り付け、1.5〜2秒おきに短い電気パルスを送信しました。カメラと2面の鏡を使ってジェリーフィッシュの三次元遊泳軌道を記録し、ラップトップ上で再構築しました。最も効果的なパルスタイミングは、ジェリーフィッシュの自然なリズムに合わせたものでした。強すぎるまたは速すぎると、泳ぎ効率が低下し、動きが不安定になると判明しました。 収集されたデータは、ジェリーフィッシュの体を計算システムの一部として組み込んだ軽量な「物理リザーバー」AIモデルに入力されました。このモデルは、すべての方向での将来の速度予測において十分な精度を示しました。大脇氏は、「最も効果的な制御信号は、急なパルスではなく、むしろジェリーフィッシュの自然なリズムを模したものだったことが興味深い」と述べています。 本研究は、海洋生物と電子システムの協調性を示す画期的な成果で、軟らかい体を持つ生物が自癒性や柔軟性を持つロボット設計に新たなアイデアを提供する可能性があります。また、気候研究では、バッテリーが必要ないジェリーフィッシュサイボーグ群が海洋の長期探査に利用される可能性もあります。海洋科学と工学の橋渡しとなるこの研究は、生き物と技術が共存する未来を提示しています。 研究チームには、東京大学大学院情報理工学系研究科メカノインフォマティクス専攻の助教オースティン・マックス氏と准教授中嶋考平氏、および山形県鶴岡市の加茂水族館の池田修平氏と奥入澤一哉氏が参加しました。彼らは、ジェリーフィッシュの驚異的な泳ぎ効率に着目し、この生物とシンプルなハードウェアとのシナジーを探る理想的なモデルであると評価しています。ジェリーフィッシュの優雅な泳ぎを観察することで、生態系に与える影響を最小限に抑えながら機能する技術の開発に向けたインスピレーションを得ることができました。 業界関係者は、本研究が海洋探査における環境負荷の軽減に寄与すると期待しています。東北大学の研究者たちの新たな試みは、未来の海洋科学とロボット工学が如何にして共生を実現するかを示唆しており、今後ますます注目を集めそうだ。