清水 正宏

細胞の機械刺激応答を応用して、自己改変する知能機械システムを目指しています。国内外の研究者らによって、細胞は機械刺激によって、その機能や分化経路すらも改変できることが明らかになってきました。すなわち、工学的技術である機械刺激によって、生体をあたかもロボットデバイスのように操作できる可能性が示されています。この興味深い知見に基づき、私達は、状況に応じて自己改変する能力（成長、複製、修復）を獲得する知的システムを構築したいと考えています。

真正粘菌変形体など、一見原始的な生物であっても環境との相互作用から知的な振る舞いを発現します。このような現象は、生物学的に興味深い一方で、そのしくみは工学的に一般化、抽象化することで、産業分野、教育分野への応用も期待できます。このような背景から、クラゲの群挙動、同期現象の解析、ロボット応用を行っています。

筋細胞に適切な刺激を印加することで、機械的な出力を取り出すことができるアクチュエータを構成することができます。従来、このためには、外部装置によるパルスジェネレータ等の力を借りる必要がありました。本研究では、生体筋組織と脳オルガノイドを直接結合することによって、生体由来マテリアルのみでパッケージングされた身体を有する人工知能システムの開発を目指しています。これにより、従来のロボットとはまったく異なる動作原理に基づく「生きている機械」をつくることができます。

We aim for an intelligent mechanical system that self-modifies by applying the mechanical stimulus-response of cells. Researchers in Japan and overseas have revealed that mechanical stimuli can modify cell functions and even differentiation pathways. Mechanical stimulation, which is an engineering technology, has shown the possibility of manipulating a living body as if it were a robot device. Based on the findings, we hope to construct an intelligent system that acquires the ability to self-modify (grow, replicate, self-repair) depending on the situation.

Even primitive species such as true slime molds exhibit intelligent behavior through interaction with the environment. While such phenomena are biologically interesting, their mechanisms can be generalized and abstracted from an engineering point, and applications in industrial and educational fields can also be expected. We are analyzing the group behavior of jellyfish, synchronization phenomena, and application to robots.

By applying an appropriate stimulus to muscle cells, it is possible to develop an actuator that can extract mechanical output. Conventionally, it was necessary to use external devices such as a pulse generator to drive muscle cells. In this research, we aim to develop an artificial intelligent system with a body that is packaged only with biomaterials by directly connecting living muscle tissue and brain organoids. This makes it possible to create “living machines” based on principles that are completely different from conventional robots.