列車からロボットに至るまで、自然は多くの技術開発に明確な着想を与えている。
今年3月3日に開催された世界野生生物デーは、地球上のすべての生命にとっての自然の恩恵を認識する日である。
自然と技術は対立するものと見なされることもあるが、自然界は数え切れないほどの人類の発明に着想を与えている。
今日の世界野生生物デーに、画期的な技術を生み出す創意工夫が、実は自然そのものに由来しているという多くの事例に思いを致そう。
以下に4つの事例を紹介する。
1. ドローンと群れ
英国と米国は、相互接続され協調して動くドローンの群れを使い、広大な土地をカバーする実験を行っている。これは軍事作戦や捜索救助活動に革命をもたらす多くの用途を持つ可能性がある。
専門家は、これらの群れがリアルタイムで互いに通信し、集団の目標に資する形で自らの位置を決められると考えている。
この技術の鍵は何か。ハチの群れや鳥の群れが示すように、自己組織化と軍事的な精密さである。
例えば、ムクドリの群れは集団的知性をもって動いているように見えるかもしれないが、実際には各個体が速度や方向のごくわずかな変化にそれぞれ反応している。こうしたわずかな変化が指示として群れ全体にほぼ瞬時に伝わり、ドローン研究者たちが再現しようとしているのはまさにこの仕組みである。
2. カワセミと弾丸列車
日本の有名な弾丸列車は、カワセミという鳥に着想を得ており、国内の重要な課題を解決している。
弾丸列車が初めて運行を開始した当初、トンネルを通過するたびに非常に大きな爆音を発していた。この爆音は乗客にとって不快であり、地域の野生生物を驚かせ、物理的なインフラにも負担をかけていた。
この音は、列車がトンネルに猛スピードで突入した際に、列車の前方に溜まった空気が逃げる時間もないまま圧縮されたことが原因だった。圧縮された空気がようやく逃げる際には、銃声に似た音が発生していた。
また、この空気は強い抵抗も生み出し、列車の速度を落とす原因となっていた。乾いた陸地を歩くのではなく、水の中を歩いて進むようなものだと例えることができる。
解決策を求めて、専門家たちはカワセミに目を向けた。カワセミの流線形のくちばしは、水中にすばやく突き入れるのに最適化されており、ほぼ抵抗なく獲物を捕らえることができる。くちばしが水面を割るとき、水は下方に押しやられるのではなく、スムーズに横へと押しのけられる。
このくちばしの効率的な設計は、日本の弾丸列車の形状を改良する助けとなり、圧力の上昇とそれに伴う爆音の両方を解消した。
3. オオガエルと抗生物質
抗微生物薬耐性は、数十年にわたる抗生物質の過剰使用を主な原因として、抗生物質をほぼ効かなくさせている。これは大きな問題であり、起業家フアン・カルロス・カスティージャ＝ルビオ氏が2018年の世界経済フォーラム年次総会で指摘したとおりである。
研究者たちが解決策を探し続けている一方で、その答えは意外な場所に隠されているかもしれない。それはアマゾン熱帯雨林のオオサンショウウオ……ではなく、オオガエル（ジャイアント・モンキーフロッグ）である。
カエルの皮膚には、ウイルスや細菌を標的とする300種類の異なる抗菌ペプチドが含まれている。アマゾンには、新しく改良された医薬品（抗生物質を含む）の創製に必要な既知の天然化合物のうち、最大25％（28万2,000種以上）が存在する可能性があると考えられている。
そこに生息する生命を追跡する取り組みとして、Amazon Bank of Codesが立ち上げられた。このオープンなプラットフォームは、熱帯雨林の生物資源と機能を地図化し、科学者や革新者が重要な資源にアクセスできるようにするために利用できる。
4. ロボットのハチ
ハーバード大学ワイス研究所の研究者たちは、robobeeを開発した。これは約クリップ半分ほどの大きさで、重さは1グラムの10分の1未満である。この装置は、救助活動や監視に革命をもたらすとともに、作物の受粉や気候のモニタリングにも役立つと考えられている。
この装置は「人工筋肉」を用いており、電圧を検知すると収縮するため、ロボビーは飛行を維持することができる。改良型の一部は、静電気を使って表面に「止まる」ことも可能になる予定である。
「スマート」センサーのおかげで、ロボビーは自律的に飛行できるだけでなく、本物のミツバチのように、より大きな全体の一部として集団で行動する能力も備えている。
