「バイオニック・アーム」の最前線

Video: Chalmers tekniska hogskola/Creative Commons

スウェーデンのチャルマース工科大学の研究者が「次世代の義肢」を開発している。電極を骨と神経に直接埋め込む、思考制御型のロボットアームだ。

この技術を開発しているのは、同大学で生体臨床医学および人工知能の研究を行う博士号取得後研究者、マックス・オルティス・カタランで、2013年2月には、最初の志願者がこの義手をインプラントすることになっている 。

「複数の関節や動作を同時に制御し、動きに関する神経フィードバックを直接受け取ることが可能だ。 現在の義手で、こうしたことは実験室以外では不可能だ」とカタラン氏は語る。

これまでの筋電義手は、本来は脳から上肢に送られる神経信号を、皮膚の上に取りつけた電極が検知することで動作する。しかし、電極を皮膚表面に取りつけるため、脳と上肢の間で情報がやり取りされる際に多数の問題が生じることになる。

電極を患者の神経に直接埋め込むことにより、自然な動作の再現に一歩近づく ことをカタラン氏は期待している。「義手を装着する人自身の神経や残っている筋肉を使って、元の手とほとんど同様の方法で制御できるようになる」

チタン製のインプラントは双方向インターフェイスとして機能し、神経と筋肉に設置した電極からの信号を義肢に伝える。アルゴリズムが思考による信号を動きへと変換する。

シカゴにあるバイオニック医学センターも同様の研究を行っている。2012年10月にはバイオニック義足をつけたザック・ボーターが、103階分の階段を上る ことで同センターの研究成果を披露した。

この義足には、標的化筋肉再神経分布（TMR：targeted muscle reinnervation）という技術が用いられている。TMRは、切断された神経を残った筋肉と皮膚に移植することで、義肢に組み込まれたマイクロプロセッサーが処理できる信号を増幅する というものだ。カタラン氏は同センターと連絡を取っており、今後はさらに連携を深める計画だ。

※2011年2月には、米国科学振興協会（American Association for the Advancement of Science：AAAS）の会合で、別の開発者によるTMR技術を使った義手が披露された。また、独Ottobock（オットーボック）社は2007年にTMR技術を使った思考制御できる義手を発表している。以下の動画はOttobock社の製品を紹介するもの。

※この翻訳は抄訳です。

TEXT BY LIAT CLARK

TRANSLATION BY TOMOKO TAKAHASHI/GALILEO