ロボットをやわらかい皮膚（ひふ）でおおいたい

最近は、ロボット の研究や開発が進み、人間型のロボット が、介護（かいご）や家事をするなど、家庭で使われる日が近いと予想されています。人間型のロボット を実用化するために、自分の研究分野が生かせるのではないかと考えたのが、東京大学大学院工学系研究科の染谷隆夫（そめやたかお）先生です。染谷先生は、材料や物質について研究してきました。研究を進めるうちに、ロボット の表面をおおう人工皮膚 が作れないかと考えるようになりました。

人工皮膚は、よく伸び縮みして、電気をよく通す必要がある

ロボット に使う人工皮膚 は、次の２つの条件を満たす必要があります。このような物質は、これまでありませんでした。
１．よく伸び縮みする：どんな動きにも対応できなければなりません。また、ロボット が介護などで使われることを考えると、金属 の冷たい感じよりも、やわらかい感触（かんしょく）のロボット の方がいいですよね。
２．よく電気をよく通す：人間の皮膚 には、温度・痛み・圧力 などを感じるセンサーの機能があります。同じような機能を人工皮膚 にもたせようとすると、人工皮膚 がよく電気を通すようにする必要があります。

カーボンナノチューブとゴムを混ぜられないだろうか？

染谷先生は、研究チームの中心として、よく伸び縮みする素材と、電気をよく通す素材をうまく混ぜ合わせれば、めざしている人工皮膚 が開発できるのではないかと考えました。そこで、先生は、よく伸び縮みする素材としてゴムを、電気をよく通す素材としてカーボンナノチューブ を選びました。カーボンナノチューブ というのは、炭素 が筒の束のようになっている素材で、電気をよく通します。カーボンナノチューブ とゴムを混ぜることができれば、よく伸び縮みして、電気を通す物質が開発できると考えたのです（図1）。

カーボンナノチューブとゴムがうまく混ざらない、イオン液体を使ってはどうか

カーボンナノチューブ とゴムを混ぜようとする時、問題がありました。うまく混ざらないのです。染谷先生は、うまく混ぜるために、イオン 液体 という物質に注目 しました。このイオン 液体 は、カーボンナノチューブ と混ぜると、黒いゲル（ゼリーのようなもの）ができるのです。こうすれば、ゴムとよく混ざるにちがいないと考えたのです（写真2）。

イオン液体で混ぜる時の問題、ゴムとうまく混ざらない

イオン 液体 を使ってカーボンナノチューブ とゴムを混ぜる時にも問題がありました。ゴムとイオン 液体 がうまく混ざらないのです。これに対して染谷先生は、ゴムの種類にもいろいろあるので、イオン 液体 とうまく混ざるゴムもあるのではないかと考えました。染谷先生は、いろいろな種類のゴムをイオン 液体 と混ぜる実験を何度もくり返し、ゴムとイオン 液体 の混ざりやすさを調べました。そして、ついにイオン 液体 と混ざりやすいゴムを発見したのです（図2）。

カーボンナノチューブとゴムを、イオン液体を使って混ぜ、ついに新しい物質を開発

カーボンナノチューブ とゴムを、イオン 液体 を使って混ぜる手順は次のようになります。
１．イオン 液体 でカーボンナノチューブ の束をほぐす。
２．１と、ある種類のゴムを混ぜる。
３．できた物質を確認する。
（図3）

この手順を何度もくり返し、ついに、世界で初めて開発に成功したのが、「伸縮性導体 （しんしゅくせいどうたい）」という物質でした（写真3）。「伸縮性」というのは、伸び縮みするということを、「導体 」というのは、電気を通すものということを表しています。今回開発された伸縮性導体 は、約1.4倍に伸ばしても電気をよく通し、抵抗 （電流 を流すまいとする性質、ふつう電気を通す物質には抵抗 がある）が変化しませんでした。電気を通すもので、こんなにも伸ばせるものは、これまでありませんでした。

ロボット用の皮膚以外にもさまざまな利用が考えられる

染谷先生は、さらに伸び縮みさせられるように、伸縮性導体 を網目 （あみめ）にして、シリコーンゴムで包みました。以前も、染谷先生は、別の方法で開発した物質で、ロボット 用の人工皮膚 を開発しています（写真4）。でも、今回の開発で、より性能のよい人工皮膚 実現への道が近づきました。染谷先生は、「今回開発した伸縮性導体 は、曲がっている面にはることができるので、ロボット 用の皮膚 以外にもいろいろな分野に使えます。たとえば、自動車のハンドルにはれば、運転している人がハンドルをにぎる力 や脈拍 （みゃくはく）などを検知して、眠（ねむ）そうかどうかがわかるシステムができるかもしれません。どんな所にもはることができるという長所を生かした利用法が、さまざまに考えられることでしょう」と言います。

染谷先生からみなさんへのメッセージ

「できるかどうかわからなかった『イオン 液体 と混ざるゴムの発見』に挑戦したことが、今回の成功に結びつきました。どんなに難（むずか）しいと思われることであっても、以前とちがう発想やちがう見方をすることで、いくらでも新しいこと、おもしろいことに行き着くことができると思います。どんな分野でも、まだまだおもしろいことがありますから、みなさんも理科に興味を持ってください」（写真5）

新しい発想と、ねばり強い努力 が、世界で初めての開発につながったのです。