【未来】ゴキブリが絵を描き、モノを運ぶ。電極を取り付け群れを遠隔操作する技術「Calmbots」筑波大学が開発

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https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2012/01/news098.html

筑波大学の研究チームが開発した「Calmbots」は、ゴキブリに電気刺激を与え遠隔で動きを操作するシステムだ。
触角などに電極を取り付けて小型ロボットのように動かし、絵を描いたり物体を運搬させたりする。
ゴキブリ単体の制御だけでなく、群れとして複数同時に操作もできる。

カブトムシのような角を頭部に付け物を動かしている様子

制御するのはマダガスカルゴキブリという種。身体能力が高く、通常のロボットでは得られない、
壁やカーペットなどを移動する能力を備えている。

動作をコントロールするため、本体の前方左右にある「触角」2本、尻尾のように後方左右にある突起「尾角」2本に電極を挿入し、
この4カ所に電気刺激を与える。「両尾角で前進」「両触覚で停止」「右触角で左回転」「左触角で右回転」という電気刺激を与えて制御する。

ゴキブリには手術で電極を埋め込む。手術中動かないよう、氷上に30分置くことで麻酔をかけ、両触角と両尾角の先端を切り落とす。
切り落とした両触覚と両尾角、そして胸部の計5カ所に電極を挿入する。ソケットも背中に装着し、ARマーカー、バッテリー、
通信モジュールを載せる。また頭部には、物体運搬用、描画用などのアタッチメントパーツを取り付ける。

手術工程。麻酔、両触覚と両尾角をカット、5箇所に電極挿入、背中にソケット、頭部にアタッチメントパーツを取り付ける

取り付けたARマーカーを上部のカメラで捉え位置情報を収集する。位置データを基に、ゴキブリの現地点からゴール地点までの
制御コマンドを生成する。集団の場合は、ゴール地点に近い個体に指示する。

（a）ハードウェア類を装着した状態（b）背中に取り付けるARマーカー、モーター、通信モジュール
（c）上部のカメラからARマーカーを追跡する（d）頭部に付けるアタッチメントパーツ

ゴール方向を向いていない場合、どちらかの触角に電気刺激を与え方向転換させ、ゴールの方向を向いたら両尾角に刺激を与え前進させる。
ゴールから7cm以内に来たら刺激を止める。ゴールの通り過ぎを防ぐためだ。

5cm以内に来たら両触覚に刺激を与え停止させる。到着後は、適宜触覚に刺激を与え、ゴールにとどまるよう制御する。
ゴールから離れすぎるとまた最初に戻り、同じことを繰り返す。

現地点からゴール地点までの制御プロセス

厄介なのが、刺激を与え続けると刺激に慣れて制御不能になることだ。慣れやすさは個体差が大きく、いつ慣れるかの予想もできない。
そのため群れで制御する場合、3.3秒間同じ刺激を与え続けても反応しないときは、他の個体に再割り当てする。
これにより、全体的な目的達成の精度を保持する。

このように複数を同時に制御することで、群れで図形や文字を生成しディプレイとして活用したり、頭部のアタッチメントパーツを使用し、
ペンや筆で線を描いたり、カブトムシの角のようなパーツで物を押して移動させたりを可能にする。

集団で図形や文字を生成する

物を押して運ぶ

筆で描く

普段は見えない場所に隠れて生活しているが、必要な時に呼び出す

Calmbots
https://youtu.be/utXoQBEky3k