化学反応を利用して生命・知能・身体をつくる

生命とは何か

近年、コンピュータの発達によって人工知能、人工生命、ロボットなどの人工物が現実の生物にどんどん近づいています。しかし、より本物の生物に近づけようとすると、「生命とは何か」という問題の難しさが明らかになってきます。そもそもどんなに人工物を作り込んでも、その人工物が生きているか否かはその人工物にしか知り得ません。そこにこの問題の難しさの根源があります。
従来型の人工知能、人工生命、ロボットの開発手法は、コンピュータのプログラミングによって動作させるのが一般的です。しかしここには「フレーム問題」が生じます。課題を失敗せずクリアするためには、事前に処理範囲（フレーム）を設計者が決めないと動けない、つまり処理範囲が有限だという問題です。AIが自分でプログラムをつくっているわけではないからです。

化学ロボットという視点

私たちの身体をみてみると、コンピュータはなく、その機能を担っているのは物質の化学反応と物理反応です。そこで、ロボットづくりの発想を化学反応にシフトしてみるとどうなるかという研究があります。「化学ロボット」と呼ばれており、BZ反応という代謝をモデルとした化学反応を利用することで、化学反応によって環境からエネルギーを得て、自律的に運動するゲル状物質をつくり出せるのです。このロボットは、自身の化学反応や運動によって周囲の化学物質の濃度が変化することを利用して、自ら判断して行動を変えます。代謝の化学反応とそれにともなう物理反応の運動が、結果として、意志を持つ生物自身の振る舞いにそっくりなのです。こうした基礎研究を応用すれば、さまざまな環境に出て行って自在に働いてくれるロボットが実現するかもしれないのです。

体内の化学反応の情報を利用する

体内の化学反応は電気信号に変換することで身体の外から観測可能です。身体を動かそうと意識した時の筋肉の周りでは、筋電位と呼ばれる電気信号を検出できるので、これを利用して意のままに動かすことのできるロボットハンド（筋電義手）をつくることができます。

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先生情報 / 大学情報

公立はこだて未来大学システム情報科学部複雑系知能学科教授櫻沢繁先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

生物物理学

先生が目指すSDGs

メッセージ

公立はこだて未来大学は、未来に先駆けた情報科学の大学です。未来の人工知能は、コンピュータを脱ぎ捨て、自然界に広く飛び出して行くことでしょう。私が研究している物質基盤知能ロボティクスは、物質の化学反応と物理反応によって人工知能を構成し、化学知能ロボットと呼ばれる未だ見ぬ未来のロボットを創造する先端的な領域です。
高校では、予め用意された答えを正しく導く力を身に着けてきたことと思います。大学における学問とは、その力によってまだ誰も知らない未来の答えを探す冒険の旅です。私たちと共にその旅に出ませんか？

先生への質問

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今の車はコンピュータなしに動きません。また、航空機の予約もできません。社会全体がコンピュータなしでは動かないようになっており、これからもっと広がっていくでしょう。資源がない日本では、社会全体に影響力のあるIT（情報技術）を武器に、世の中のさまざまな分野に踏み込んで革新をもたらしていくことが重要です。そのためには、これから世界を変えてやろう！と考えている学生に来てほしい。最先端を科学する不思議と驚きの世界に会いに来てもらいたい。未来大は、そうした意欲に十二分に応える教員と研究環境が整っています。