生体機械は「湿った工学的混乱」である

タフツ大学の温度管理されたインキュベーター内で、ヒト気管細胞の顕微鏡レベルのクラスターが、シリコンベースのシステムではこれほど低いエネルギーで再現することが依然として困難な動きを見せた。それは、ニューロン層に生じた局所的な断裂を感知し、その隙間を埋めるように移動したのだ。リチウムイオン電池も、あらかじめプログラムされた経路も、遠隔操作のオペレーターも必要とせず、ただ周囲の化学的・生体電気的な勾配に従っただけだった。これが「ニューロボット（neurobot）」の誕生である。単に移動するだけでなく、独自の原始的な神経系を通じて情報を処理する生物学的機械の誕生だ。

見出しだけを見れば、有機的なターミネーターがすぐそこまで来ているかのように思えるが、工学的な現実はもっとはるかに脆弱であり、多くの点で、より興味深いものだ。これらの構築物は、伝統的な意味での「製造」はされておらず、「育成」されている。ヒト細胞を特定の形状に誘導し、さらには神経成分を統合することで、研究者たちはマイクロロボット工学の根本的な問題、すなわち、従来のモーターには小さすぎ、単純な磁気制御には複雑すぎる機械をどのように駆動し制御するかという難題を解決しようとしている。その答えは、生物学と戦うことをやめ、進化に作業を委託し始めることにあるようだ。

生物学的ボットのアーキテクチャ

（カエルの胚から派生した）「ゼノボット（Xenobots）」から（ヒトの成人細胞から派生した）「アントロボット（Anthrobots）」への移行は、この分野における最初の大きな転換点となった。そして今、神経系の統合、つまりニューロボットにおける「ニューロ」は、真の自律性へ向けた動きを象徴している。従来のロボット工学では、センサー、プロセッサー、アクチュエーターは、銅や金の配線で接続された個別のコンポーネントである。しかしニューロボットでは、これらの機能が融合している。細胞表面にある繊毛（小さな毛のような構造体）が推進システムとして機能し、細胞塊に統合されたニューロンが信号処理ユニットとして機能する。

代謝のボトルネックとエネルギーのパラドックス

バイオハイブリッド研究を推進する主な原動力の一つは、生物システムが持つ驚異的なエネルギー効率にある。人間の脳は約20ワット（薄暗い電球とほぼ同じ）の電力で動作し、現代のAIデータセンターであればメガワットを必要とする計算を実行している。マイクロロボットにとって、エネルギー問題はさらに深刻だ。バッテリーは小型化に適しておらず、縮小すればするほど、パッケージングと有効材料の比率が採算の合わないものになる。しかし、ニューロボットは周囲の液体からグルコースを代謝することで、エネルギーを環境から直接取り込む。

この代謝の利点には、生命維持システムという厳しい代償が伴う。シリコンロボットであれば、電源を切って引き出しに1年しまっておくことができる。しかしニューロボットは、温度が数度変動したり、培地のpHが変化したりすれば、数時間以内に死滅してしまう。これが、これらの機械にとっての「サプライチェーン」を物流上の悪夢にしている。ニューロボットの箱をDHLで送ることはできない。移動式インキュベーターに入れた生きた培養物として輸送しなければならないのだ。産業用途においては、これが使用範囲を人体内や専用の実験槽のような、高度に管理された環境に限定させている。

ブリュッセルと規制の空白

ドイツのマックス・プランク知能システム研究所では、学術的な関心と産業界の懐疑的な見方の入り混じった視線で、これらの進展を追跡している。ドイツ連邦教育研究省（BMBF）は最近、「バイオ・インテリジェンス」の取り組みに巨額の資金を投じているが、現在ある規制の枠組みでは、生命体でもある機械に対して全く準備ができていないという認識が高まっている。もしニューロボットがヒト細胞でできている場合、それは欧州の医療機器規則（MDR）に該当するのか、それとも先進的治療医薬品（ATMP）の枠組みに該当するのか。

この区別は単なる学術的な問題ではない。もし「ロボット」に分類されれば、市場投入への道のりは比較的単純である。もし「生体組織製品」に分類されれば、臨床試験の要件が非常に厳しく、産業が始まる前に事実上潰れてしまう可能性がある。さらに、EU AI法という問題もある。ニューロボットは生物学的ニューラルネットワークを利用して情報を処理し、「決定」（どちらに泳ぐかなど）を下すため、技術的には非シリコン系のAIの一形態といえる。神経系を持つ細胞クラスターが、オープンインターネットで学習した深層学習アルゴリズムと同じ倫理的な監督を必要とするのかどうか、ブリュッセルはまだ結論を出していない。

シリコンがすぐには取って代わられない理由

「自己修復」可能な機械の可能性にもかかわらず、現在、ニューロボットの製造スループットは惨憺たるものだ。これらのボットの作成には、数千個の細胞を型に入れて数日間放置し、自己組織化させるプロセスが必要となる。半導体工場では、リソグラフィ装置が数秒で数百万個のトランジスタをスタンプできる。一方、生物学的プロセスは遅く、汚染のリスクもあり、歩留まりも不安定だ。たった一匹の迷い込んだ細菌が、ニューロボットの「生産ロット」全体を台無しにすることさえある。

さらに、制御インターフェースがこの技術の弱点（アキレス腱）であり続けている。今やボットの中に神経系を育てることができるようになったとはいえ、それと「対話」するのは依然として非常に下手だ。研究者は光（光遺伝学）や化学的なトリガーを使用してニューロボットに移動方向を指示するが、その指令は粗削りなものだ。それは、閉まったボンネット越しにエンジンに向かって叫ぶことで車を運転しようとするようなものだ。電子制御システムと生物学的ニューラルネットワークとの間で、高精度な双方向通信（真のバイオインターフェース）が実現できるまで、ニューロボットは動脈硬化の除去や神経損傷の修復といった機能的なツールではなく、洗練された実験室の好奇の対象にとどまるだろう。

生物学的主権の問題

欧州の研究所はしばしば、高尚な野心と現場の官僚主義の板挟みになっている。ミュンヘンやケルンで、より優れた神経統合を目指して細胞株を改変しようとする研究者は、ボストンや上海の同僚たちがしばしば回避できるような、山のような書類手続きに直面している。これが一種の「頭脳流出」を招いている。つまり、生物学的データと組織工学の専門知識が、「生命体としての機械」を哲学的な危機ではなく工学的な課題と見なす管轄区域へと流出しているのだ。

欧州にはこの分野をリードするエンジニアや生物学者がいる。ただ、彼らに未来を育てるライセンスを与えるべきか、それともペトリ皿の中の神経系が何をすることを許されるのか、ブリュッセルからの指令を待つべきか、まだ決断できていないだけだ。現時点では、ニューロボットは動いてはいるが、どこへ向かうにも足取りは重い。