MEMSで新デバイスを創造するもの作りの新領域を切り拓く寝たきりの人が「お茶が飲みたい」と思った時、ポットと湯飲みに目をやることでその意図を人に伝えることができる。老人や子どもがどこを見ているかがわかれば、より安全な都市設計に役立つ。ディスプレイに写る商品の感触がわかれば、インターネットショッピングの可能性が大きく広がる。今、この視覚や触覚などの感覚的な情報を数値化し、コミュニケーション手段に役立てようという試みがなされている。三木専任講師に話を聞いた。Systems:微小電気機械システム)は着実に進化し、今や産業界に欠かせない技術へと成長している。身近なところではポータブルゲーム機が好例だろう。ゲーム機を傾けると、画面の中に描かれたボールがふいに、ころころっと転がりだす。ゲーム機を水平に戻すと、ボールはすーっと止まる。他にも自動車用エアバッグの動作制御といった人命に関わる分野で活用されるなど、広範な分野で使われている。技術は、衝撃検知センサ、加速度センサ、流量センサといった計測分野の技術革新に大きく貢献しており、その技術は自動車から携帯電話まで幅広く使われています。技術が使われています」と三木則尚専任講師が語る。欠かせない技術で、三木研究室ではこの技術を活用し、今までにない新しい機能を備えたデバイスを開発している。人の視線を検出する三木研究室が取り組む研究内容は情報・通信分野から、医療・福祉領域と幅広い。つが人間の視線をキーボードやタッチパネルに代わるインタフェースデバイスにする試みだ。「人間の視線検出については、これまでも多くの研究がありましたが、視線を捉えるために両眼の前に小型カメラを置くなど、被験者にプレッシャーを与えるような大がかりな実験装置が必要だったのです。そこで被験者の負担を減らし、自然な状態で実験できるシステムを作ろうと考えたのです」。視線検出を考えていた当初、具体的なアプリケーションとして、アニメ「ドラゴンボール」に登場するスカウターをイメージしていたという。世紀の欧州で流行した片眼鏡に似た道具で、レンズ越しに対象を注視するとスカウターが視線の先にあるモノを認識し、その戦闘能力やそこまでの距離、方角といった情報を数値化してレンズ上に表示する優れものである。「人間の視線を正確に把握する技術があれば、スカウターに近い装置も夢じゃありません。MEMSで作ろうとしたのです。情報の取得を見るだけで完結できるのです」と、楽しそうに語る三木さんだが、「素人の発想で始め、玄人の技術で実現する」と気持ちは真剣だ。三木研究室は、メガネ型の視線検出システムの開発に着手する。瞳の位置を把握するため、メガネの左右のレンズ上に透明で微細な光センサを一定間隔で並べ、センサからの情報をもとに視線を検出する方法を考えついた。MEMSでクリアし、メガネ型で装着も簡単な視線検出システムを実現したのである。それは新たなコミュニケーションツールやヒューマンインタフェースデバイスとして期待されている。技術は、視線検知システムのように人間の感覚を数値化するだけにとどまらない。人間の皮膚に刺激を直接入力できる装置の開発にも使われている。つが触覚ディスプレイである。「人間の視聴覚を刺激する映像や音声は非常に高いレベルで実現できていますが、触覚については長い間黎明期のままでした。いうのも物理的な刺激を皮膚に直接与える必要があったからです。数ミクロン単位で動かすことは得意でも、数十ミクロン単位での動作は苦手という課題に直面していたのです」。この課題を解決するために、油圧システムの原理を応用したアクチュエータを開発。ミクロンに増幅するシステムの開発に成功する。これにより実験室レベルではあるが、点字ディスプレイとしては実用性の高い装置を開発できたのである。「最近の研究では、皮膚に刺激を与える場合、細かく上下に振動させると、単純に押し当てる時よりも少ないエネルギで刺激を知覚できることが分かっています。今は前後左右を含めた空間的な振動を加えたら、さらに少ないエネルギですむのではないかと考え、その研究に取り組んでいるところです。得意分野ですから...」。した成果を踏まえ、今後はいろいろな種類の刺激を与え、それをどのような触覚として人間が認識するのかを明らかにしていく予定である。触覚ディスプレイの表面はフラットだが、小型アクチュエータが動作すると刺激提示素子が飛び出し、指先や皮膚に刺激を与える仕組み。今後の展開としては、点字ディスプレイのほか、布地に触れた触感の再現、冷たさや温かさの再現といった分野での研究が期待されている。MachineInterface)に行き着くのではと三木さんは考えている。ミクロンの小さな針です。追求は体系的に研究されておらず、メカニクス的な観点からも面白いテーマです。機械工学科の材料力学の研究室とも共同研究をしています」。ルールが通用しない難しさもある。この難しさを解決していく過程にこそ、三木さんが語る面白さがあるのだろう。簡単に装着でき、脳波を正確に読み取れる微小電極。聞く大学ではロボットの研究を手がける幼い頃から研究者になろうと思われていたのですか?いいえ(笑)。僕は兵庫県龍野市の生まれなのですが、実家は醤油づくりを営む老舗で、研究とはまったく縁のない環境で育ちました。幸運にも成績は良かったので、小学校のときからスパルタ教育で有名な進学塾に通い、中高一貫の進学校に進み、流されるままに東大工学部に入ったという感じです(笑)。勉強が好きだったというよりも、仲間がいたおかげで、競いながら楽しんで勉強に取り組むことができました。勉強では苦労されなかったのですね?今の方がよっぽど苦労しています(笑)。僕は器用貧乏で、ズバ抜けてできるものはないけれど、なんでもそこそこできてしまう。したわけで進路もなんとなく決めた感じでした。大学1~2年の頃は、生物や素粒子物理学に興味をもちましたが、ちょうど学部に進むころ、「バーチャルリアリティ」という新しい研究分野が脚光を浴びていて、面白そうだなと思って機械情報工学科への進学を決めたのです。当時はまだホンダのASIMOが発表される前で、2足歩行ロボットや人工知能の研究が行き詰まるなか、突破口を見つけようと、この研究室ではマイクロロボットの研究を手がけはじめたところでした。二足歩行ロボットの手本が人間なら、マイクロロボットの手本は昆虫だろうと、MEMSを使った昆虫型ロボットの研究を手がけることになったのです。小さいものを研究する面白さは、サイズによってきいてくる力が変わってくる点です。モノの大きさが10分の1になると、表面積は100分の1になりますが、一方で、体積は1000分の1になる。重力の影響がぐんと小さくなる。ノミは自分の身長の50倍くらい高く飛ぶことが可能なんですね。したことから、スケールにあったデザインが見えてくる。飛行機の羽根と昆虫の羽根の違いというのは、スケールの違いからくるものといえます。ちなみに卒論は、生きた昆虫自身が操縦するロボットでした。ボールの上を昆虫が歩くと、ロボットがその動きに追随して動くというものです。そこで生物への興味が生かされたわけですね。プログラムを書くのは苦手でスイス人の留学生に手伝ってもらいましたが、昆虫の勉強やモノづくりは楽しかったですね。やって興味の赴くままにやってきたのですが、その頃になってようやく将来について考えるようになりました。実家の家業を継ぐことや、メーカーへの就職も選択肢の1つでしたが、修士のとき、先生方のお供で海外の学会に参加する機会があり、先生が海外の研究者と握手をして気さくに話をしている様子を見て、「かっこいいなぁ」と思い、博士課程に進もうと(笑)。参加する機会が多かったのですが、さまざまな職種の人と話をするうち、それまでは長いものには巻かれよ、といった人生でしたが、人と違う道を進むのも悪くないなと思うようになりました。ほとんどの同期が就職する中、博士課程に進学したわけですが、それもよかったな、と。研究にも力が入るようになり、午前中から明け方まで研究して、カラスが鳴き出すころ、だいたい3時すぎですが、ようやく研究室を出るという毎日でした。辛いということはまるでなくて、研究室までの行き帰りに、千駄木周辺の路地を散策したり、コンビニで発売されたばかりの漫画を誰よりも早く立ち読みしたり、日々楽しんでいましたね。このとき手がけていたのは、外部から磁界を与えて空を飛ぶ、1cm以下のマイクロヘリコプタです。飛ぶということを考えると、実は昆虫をまねて羽ばたくよりも、回転させたほうが効率がいいのです。世界で一番小さいヘリコプタじゃないでしょうか。この頃から、国内外で開催される国際学会に参加するようになり、若い研究者たちと親交を深めることができました。今でも彼らとの交流が続いており、情報交換できるいい仲間です。この間も香港で開かれた国際学会で会ってきました。MITの研究員になる博士課程修了後の2001年に、マサチューセッツ工科大学(MIT)へ就職されましたね。ドクターを修了したら、次は海外だという勝手な思い込みがあったのですが、当時興味があった「MITマイクロエンジンプロジェクト」の教授が僕の所属する研究室に来る機会がありました。その折に研究員の空きがあるかどうか尋ねてみたところ、書類を送るように言われ、その後面接に呼ばれ、晴れて「マイクロエンジンプロジェクト」に雇われることになったのです。いうと当時は、ボストンがどこにあるかも、そもそもMITがボストンにあることも知らなかったのですが......(笑)。行ってみて、街の美しさに驚きましたね。お話によると順調に歩まれてきた感じですね。そもそも、挫折するようなことがあっても、気にしない性格なんだと思います。僕は、挫折したから強くなったなんて言うのは大嫌いです。挫けたって折れなければいいというのが僕の信念です。海外に行けば言葉も自由に操れないし、勝手のわからないことだらけで苦労はありました。日本だとベラベラしゃべって盛り上げるタイプなのに、アメリカだと、無口でたまに面白いことをボソッと言うような違うキャラクターになってしまい、自己嫌悪にもなりました(笑)。MIT時代は楽しかったですね。マイクロエンジンプロジェクトでは、携帯電話の電源やマイクロロケットのバッテリ用に、シリコンを使ったボタンサイズの小さなガスタービンを作っていました。設備も環境も最高に恵まれていました。1ヵ月かけて作ったものが、実験で動かすと3秒で壊れてしまったり、いろいろ失敗もありました。通じて、多くの人と話をする機会を得ることができ、ぐっと視野が広がりました。ボストンに来て2年目以降、アメリカに住む日本人として日本を客観視できるようになり、日本の将来について皆で議論したり、いろいろと考えたりすることができたのは、僕の中でたいへん大きな変化でした。それから、2年目に日本人の研究者でアイスホッケーチームを作ったことも大きなイベントでした。アイスホッケーなんてやったこともなくて、そもそもスケートも全然滑れなかったのですが、かっこいいからやってみようと...。job!”って言ってくれるんですよ。それが嬉しくて、どうせやるなら自分が中心になってチームを作ろうと思ったのです。名前は、日本人チームらしく「Sushis(スシーズ)」。ちなみに、うちのチームは見学不可なんですよ。1回見学してから入団を決めるというのはナシで、まずはとにかく一緒にやってみようというのがSushisのポリシーです。慶應義塾大学へ来られたわけですね。そのままアメリカで就職することも考えましたが、9.11を経て、ブッシュ政権のもとイラク戦争に突き進んでいくアメリカに危機感をもち、日本に帰ることにしました。きて6年目になりますが、せっかく研究をするなら自分が興味をもてる面白いことをやろうということで、自由な発想で研究に取り組んでいます。現在は、MEMSをベースにしたヒューマンインタフェースをテーマに、視線検出や触覚ディスプレイ、味覚・嗅覚センサなど、多岐にわたるテーマを扱っているところです。モットーは、指導教官だった下山先生の教えでもある「素人の発想、玄人の仕事」です。何にでもチャレンジしてみようという素人の発想をもちつつも、研究成果をきちんと出すために、仕事はプロの技に徹する、ということですね。研究室には20名の学生がいますがにぎやかにワイワイやっています。合宿では毎年趣向を凝らし、ペイントボールといって銃でペイント弾を打ち合うゲームやラフティング(川下り)、ソフトボールなどをやったりして楽しんでいます。研究をするときには真剣にやる。メリハリが大事だということです。一方で毎週1回輪講のときに、研究室で一般教養テストをしています。問題は国の首都名でも、漢字でも、歴史でも、映画でもなんでもありで、皆が順番に出題します。いうのも、一般教養というのはとても人生を豊かにしてくれるものだと思うからです。ベースがあったからこそ、学会発表や海外生活で役立った。詰め込みの受験勉強は意味がないなんていうけれど、教養として身についていれば、ちゃんと使うことができます。実際に、海外の人と話をする場合にも、一般教養はたいへん役立っています。江戸時代の鎖国の話とか、うけますよ。教養は、研究の幅を広げることにも役立つはず。研究者としての基礎はもちろんですが、そうした視野の広い人間を育てていきたいと思っています。ちなみに、一般教養テストで成績の悪かった人は、研究室の掃除当番になるので、みな真剣に取り組んでいます。このテストは僕も入って、ガチンコ勝負でやっているんですよ(笑)。ありがとうございました。学生さんから●いつも明るくて、やさしくて、頼りがいのある先生です。合宿では、ペイントボールをやったり、ラフティングをやったり、とにかくみんなで大いに盛り上がって楽しんでいます。研究のときは切り替えて、真剣に取り組む。先生の背中を見ながら、僕らもメリハリのある学生生活を楽しんでいます。