【下条 誠（しもじょう・まこと）＠電気通信大学 電気通信学部 知能機械工学科 教授】

　研究：触覚センサ、触覚ディスプレイ、メカトロニクス，歯車計測
　著書：人工現実感の展開 (3．2節), コロナ社, pp.87-98 (1994)
　　　　Intelligent Sensors Handbook of Sensors and Actuators 3, Elsevier Press, p.165-176 (1996)など
　　　　＊参考になる書籍として
　　　　　　　　『先端技術が拓く医工学の未来』アドスリー

　ホームページ：http://www.rm.mce.uec.ac.jp/index.html

○触覚ならびに神経インターフェースの研究をしていらっしゃる下条先生のお話をお送りします。触覚は身近な感覚ですが知らないことも多い感覚ではないでしょうか。また、神経接続インタフェースの話は、多くの読者が関心を持っているところだと思います。（編集部）

…前号から続く　（第３回）

[06: 触覚刺激の遅延時間]

科学技術ソフトウェア データベース

■感覚強度と神経パルス頻度の関係があって、この図では縦軸が感覚強度、横軸がパルス頻度なんですね。ここでのパルス電圧は150〜300マイクロミリボルトかな。
　ここでは、20ヘルツのときに強さの感覚を100として、被験者に例えば40ヘルツを加えたときに、さっきの100に対してどのくらい感じるか数字で答えてもらう。そうすると、さっきの20ヘルツというのを100とすると、120ぐらいの強さに感じます、というふうに調べていく。すると大体こんなようなカーブになって、パルス頻度に対する感覚強度の曲線が得られます。
　要するにこれは、刺激信号を感覚強度にどう変換すればよいかということですね。

○はい。

■こういうのを調べておくと、触覚センサの接触力をできるだけ正しく人間に伝えることが出来るようになります。
　今回はネットワークをインターネットで結んであるため、感じる時間差があります。その遅延時間というものを測りました。20ミリ秒以下が97％です。これは往復ですから、片道10ミリセカンドぐらいの遅れで。あと、ときたまこんな0.2秒とか0.3秒というのがネットワーク上では遅れていました。

○ちなみにネットワークが関係ないときの遅れはなかったんですか。

■ネットワークが関係ないときの遅れですか。

○神経信号そのものの限界、人体の限界がやっぱりあると思いますが。

■ああ、これは純粋なネットワークだけの遅れなんですね。だから、例えば人間が信号を入れてから何秒くらいに感じるというのは今は計測できない。それは計測してないんです。たぶん遅れはあると思うんですね。

○よく感覚の本とかを読むと書いてありますよね。林檎の実験とか。だから遅延はあるんだと思いますが。

■そうですね。

○でも、結構、数字がばらばらで、あまりいいかげんなのかなと思いますが、どうなんでしょう。

■伊福部先生というのが実は視覚と触覚で実験をやっているんですよ。 ○ほう。どちらの方なんですか。

■北大だったんですけれども、つい最近、東大の先端研に移られました。この先生が視覚刺激と触覚刺激というのを、ある時間をずらして与えていったんです。そうすると、視覚と触覚どのくらいの時間差で与えると一致した感覚としてわかるかという実験をされて、30ミリセカンド、視覚と触覚とでは時間差があると。

○時間差？

■視覚の方が遅いんです。視覚を基準とすると触覚は30ミリセカンド遅れて信号を加えると、ちょうど一緒に加えられたと認識するという実験でしたね。

○それはちなみにどんな実験だったんですか。

■視覚と触覚のディスプレイがあって、両方に時間差のある刺激を与えて、どのくらいの時間差の時だと、同時だと認識できるか。視覚系の方がやっぱり情報処理をいろいろなレベルでやって、大脳皮質のいろいろな層を通るのか、複雑なことをやっているのか、時間がかかるみたいですね。

○なるほどね。面白いですね。

[07: 実際の実験風景]

■あと実験上の話として、時刻管理の話があります。２か所で実験をやっているからビデオデータと各データの時間を合わせなくちゃいけないんです。

○どういう形で？

■電波時計と、ＮＴＰ（ネットワーク・タイム・プロトコル）、これを使ったんですね。

○ああ。ＰＣの時間をネット経由で合わせる奴ですね。

■そうそう。これが実験風景の写真で、ここに写っているのが被験者の斎藤さんですね。満渕先生のところのポスドクの方ですね。ここにいるのが國本先生ですね。

○國本先生はお医者さんなんですか？　針を刺す人？

■ええ、この人はお医者さんなんです。

○要するに、医学系のご興味からこの研究をやっていらっしゃるということですか。

■國本先生はそうですね。今は国立国際医療センターに勤めておられます。
　電極が見えるかな。これが電極なんですよ。この電極がこう入って……。

○ずいぶん奥まで入っているんように見えますが……。

■ええ。経皮的にこう入れているから。浅い角度でね。
　これがアースです。反対側の右手にサイバーグローブを付けますね。
　本当は針を２本入れて、2本の指でつかんだときの感触というのを観測したかったんですけれども。

○ええ。

■２本はなかなか入らなくて。

○どうしてですか。

■その理由はですね、長時間にわたり安定して針先を神経に接続するのが困難なことです。まず一本やっと接続して、さて、もう1本接続させている間に先の接続が離れてしまう。そんなことで時間がかかってしまい、被験者も、実験でスタンバイしている方も疲れてしまう。被験者は２、３時間が限度ですよね。そんな理由で2本はできなかったのです。

○なるほど。

■（ビデオを見ながら）これは実際に実験しているところです。あまり大きな動きはしなくて。被験者が動かしていくと、ハンドの指が動いていって、指の先がバネばかりを押しているんです。そのときの力を触覚センサで取り、信号はネットワークで被験者側に送って。これが触覚センサの信号ですね。そのときの神経を刺激するパルス頻度の信号です。これがフットペダルを踏んでいるときの自己申告量ですね。

○「ああ、当たってる、当たってる」という感じがすると、被験者はペダルを踏むと。

■そうなんです。当たってる、当たってると。

○ロボットハンドの指がガタガタいってますが、これは何だったんですか。

■それは見ないで下さい（笑）。実はこれコンプライアンス制御というのを掛けていて、それがちょっと悪さをしているんです。

○ああなるほどね。
　データを拝見すると、おおむねうまくいったみたいですね。主観ではどうだったんですか？

■ええ、うまくいったと思います。データも、おおむね取れているんですね。だから、ある程度うまくいったんじゃないかなと思います

○ええ。

[08: 実用上は多チャンネル入出力を目指す]

■今回は針を刺す方法で一本でしかできませんでした。しかし、実用上はマルチャンネルのやつが必要です。それにこういうやりかたでは長時間の安定した刺激には不向きですから。

○それで神経再生電極ということになるわけですね。神経を切って、そこに多数の穴の開いた電極を入れ、シリコンチューブをかぶせて再生させると、電極の穴を通じて軸索が再生するから、その電気信号を電極で取ると。

■ええ。満渕さんがやってるものです。複数本の神経線維に対する計測と刺激ができ、多チャンネル入出力が可能です。

○これは今どのくらい進んだんですか。僕がその話を聞いたのは数年前の話なので。

■今は、剣山型の電極というのを今作ってるんだそうですよ。フレキシブルな。

○剣山？

■ええ。

○じゃあ、さっき２本は結構難しいとかいうお話があったんですけど、もっといっぱい使うこともできる？

■ええ。ただ、その前に述べた神経再生電極は神経の途中に挿入するため神経を切らないといけないんですね。これは義手の人だったらある部分より先ではよいのかもしれませんが、健常者だとちょっと無理でしょうね。

○まあそうでしょうね。あとでもとに戻らないとちょっと厳しいですね。

■一応、交通事故で実際に切れた人に縫い合わせるというのは、あるらしいんですね。そうすると、普通は指先をさわると、指先のところが感じますけれども、マッピングがずれているので別のここら辺が押されたように感じる。マッピングがばらばらにつながっちゃうんですね。
　でも、何週間かやってると、学習しちゃうとか聞きました。

○へえ。学習してるのはどこが？　やっぱり脳の方で変わっているんですかね？

■脳でしょうね。脳でマッピングが変わったんでしょうね。

○『脳のなかの幽霊』（ラマチャンドラン／角川書店）みたいな話ですね。

■そうですね（笑）。

[09: 液状感圧ゴム]

■ということで、実験に成功しました。一応、これは世界で初めてということで、ちょうどこれが２００１年の１１月１８日（日）ですね。

○ちなみに今はどんなことをされてるのか教えてください。

液状感圧ゴムによる触覚センサ

■今は、やっぱり義手というところにはこだわっていて。私は本当は人間の義手みたいなところにもセンサを貼れるように液状型の触覚センサを作ってるんです。
　液状感圧ゴムというのをつくりました。これは、液状だからいろんなところに使える。

○どんなものですか。

■感圧ゴムとは、押すと電気的抵抗値が変化する素材です。これまでは厚さが0.5ｍｍ程度のシート状のものだったのですが、それを液状のものとしました。これはPCRテクニカの金森さんと一緒に開発しています。金森さんは、70年代に横浜ゴムで感圧導電性ゴムを開発された方です。
　液状にしますと、例えば義手の部分をポチャンと漬け、引き上げて乾かすと、そこに感圧膜ができるんです。だからどんな複雑な曲面にでも皮膚ができますよというものです。

○ははあ。要するに風船玉みたいになっちゃうんですか。
　そこの上に貼付ける電極はやっぱりこれなんですか？

■そうそう。これがちょっとね、曲面に電極を印刷しなくちゃいけないんですよね。

○でも、なんかその気になったら全然できそうですね、今の技術だったら。

■ええ。できると思いますね、そこは。

○次号へ続く…。

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◇『「できない」と言わずにやってみろ！ 人類には「知らないこと」「できないこと」がいっぱいある』（晝馬 輝夫／イースト・プレス）
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◇朝日 短命説・遺伝子異常　残る謎　クローン羊「ドリー」の死
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◇朝日　県図書館の本、コンビニで借りられます　岐阜県が実験へ
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◇朝日　宇宙船増発を検討するロシア、米の資金協力を期待
http://www.asahi.com/science/news/K2003021701653.html

◇朝日　糖尿病新薬に光明？　インスリン分泌の「かぎ」明らかに
http://www.asahi.com/science/news/K2003022400097.html

◇毎日 金属軸のDNA合成に初成功、ナノ電線開発も　東大グループ
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200302/21/5.html

◇毎日　日本学術会議：「学者の国会」抜本改革を先送り
http://www.mainichi.co.jp/news/selection/archive/200302/20/20030221k0000m040128000c.html

◇毎日　温暖化の防止か、環境税の阻止か…環境省ＶＳ日本経団連
http://www.mainichi.co.jp/news/article/200302/19m/094.html

◇毎日　研究用からビジネス展開へ　グリッド・コンピューティングの現在（上）
http://www.mainichi.co.jp/digital/coverstory/archive/200302/24/1.html

◇毎日　「動画LSI」能力を大幅アップ、近未来の交通システムに　NEC
http://www.mainichi.co.jp/digital/computing/archive/200302/24/5.html

◇読売 ノーベル賞の田中さん、学会入会で「化学者」仲間入り
http://www.yomiuri.co.jp/04/20030222i501.htm

◇産経 ノーベル賞・田中さん、新装置を開発へ
http://www.sankei.co.jp/news/030220/0220sha098.htm

◇産経　次世代シャトルで設計基準　ＮＡＳＡ
http://www.sankei.co.jp/news/030219/0219kok096.htm

◇GAME Watch 「AOU2003 アミューズメント・エキスポ」開幕 〜今年も大型筐体に人気が集中〜
http://www.watch.impress.co.jp/game/docs/20030221/aou01.htm

◇ZDnet 「量子コンピュータ」に大きな一歩――NECと理研
http://www.zdnet.co.jp/news/0302/20/nj00_quantum.html

◇ZDnet 量子コンピュータとは？
http://www.zdnet.co.jp/news/0302/20/nj00_quantumcom.html

◇ZDNet　「それでも宇宙へ」――シャトル事故後初の宇宙飛行士会議が今秋日本で開催
http://www.zdnet.co.jp/news/0302/19/nj00_space.html

◇ZDnet CentrinoとDothan、燃料電池の最新情報――IDF2003レポート
http://www.zdnet.co.jp/news/0302/20/njbt_dothan.html

◇ZDNet 無線LANが“バケツリレー”でつながっていく
http://www.zdnet.co.jp/news/0302/20/nj00_meshnet.html

◇ZDnet JR東日本公認！　連結可能な電車の携帯ストラップ
http://www.zdnet.co.jp/mobile/0302/20/n_rock.html

◇ZDNet　名刺サイズの水族館をデスクトップに
http://www.zdnet.co.jp/news/0302/18/njbt_04.html

◇ZDNet　クールだが間違っているSegway HT
http://www.zdnet.co.jp/news/0302/24/cead_cooper.html

◇BizTech　藤田保衛大、ミクログリア部分ベプチドで蛋白質の血液脳関門通過
http://biztech.nikkeibp.co.jp/wcs/j/medi/232296

◇japan.internet.com　三菱電機、言葉の関連性を学習する概念抽出型文書知識サーバーを開発
http://japan.internet.com/webtech/20030217/2.html

◇MYCOM PC WEB　着実に進行する電子自治体の実現 - オープンソースに求められる役割
http://pcweb.mycom.co.jp/news/2003/02/19/08.html

◇CNN　エボラ出血熱の死者、６４人に増加　ＷＨＯ発表
http://www.cnn.co.jp/top/K2003022001433.html

◇日経ヘルス　ハイブリッド車椅子が登場---進化する障害者機器
http://medwave.nikkeibp.co.jp/show/nh/news/231835

◇ナノネットインタビュー：株式会社富士通研究所ナノテクノロジー研究センター長　横山直樹氏
http://www.nanonet.go.jp/japanese/mailmag/2003/006a.html

◇週刊医学界新聞・再生医学・医療のフロントライン 間葉系幹細胞
http://www.igaku-shoin.co.jp/nwsppr/n2003dir/n2523dir/n2523_03.htm

◇日本でも動き出したセルフメディケーション
http://www.intage.co.jp/index.php?body=report/s_rep/smaw/03.html

◇あさひビジネスプラザ　標準装備化が進むカーナビゲーション
http://www.asahibank.co.jp/corporation/businessplaza/200302/plaza030203.html

◇あさひビジネスプラザ　注目される医療分野の規制改革
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◇アストロアーツ 初の「内小惑星」
http://www.astroarts.co.jp/news/2003/02/20nao620/index-j.shtml

◇松下電工　電気パルスのマッサージで目元にハリと弾力を与えるゴーグルタイプの 目元お手入れ器具《エステジェンヌ リンクルマスク》
http://www.mew.co.jp/press/0302/0302-7.htm

◇文部科学省 知的クラスター創成事業本格実施への移行候補地域の決定について
http://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/15/02/030217.htm

◇HotWIRED　国際おもちゃフェア・レポート：おなじみの玩具がハイテクで進化
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20030221105.html

◇HotWIRED　3G携帯ネットワークを使った遠隔医療
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20030219103.html

◇HotWIRED　遺伝子組み換え綿はインドの農民を救うか
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20030219308.html

◇HotWIRED　捜索救助の現場を体感：救助ロボットとプログラマーが研修
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20030224301.html

◇HotWIRED　『モザイク』誕生から10年、アンドリーセン氏に聞くウェブの未来
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20030224105.html

◇HotWIRED　未来の読書は、3Dバーチャル「洞窟」で
http://www.hotwired.co.jp/news/news/20030224208.html

◇経団連　産業競争力の強化に向けたバイオ・ナノシミュレーション技術の活用について
http://www.keidanren.or.jp/japanese/policy/2003/011.html

◇ZAKZAK　産学複合…三菱重工と阪大が包括提携　先端技術分野で共同研究開発
http://www.zakzak.co.jp/top/t-2003_02/3t2003022416.html

◇AV Watch　松下、携帯からDIGAの録画予約ができるレシーバー −携帯電話のEPGサイトから予約可能
http://www.watch.impress.co.jp/av/docs/20030224/pana.htm

◇Internet Watch　のぞみの停車駅に「Wi-Fi ZONE」
http://internet.watch.impress.co.jp/www/article/2003/0224/nozomi.htm

◇BizTech・電子自治体　コラム　医療ＩＣカード
http://premium.nikkeibp.co.jp/biz/e-gov/column6_4a.shtml

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