科学機器

産 学 官との 連 携

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科学の峰々

工学院大学工学部機械システム工学科教授

鈴木健司 先生 に聞く“バイオミメティクス”と75 昆虫を規範とした“マイクロロボット”の研究 下

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聞き手：柴田眞利 日本科学機器協会 広報副委員長
同広報委員
野木 賢一
同
広報委員
夏目知佳子
同専務理事
藏満 邦弘
同
事務局長
岡田 康弘

取材日：2013年5月22日
東京科学機器協会会議室
2013年7月24日
工学院大学工学部機械システム工学科（取材・撮影・編集協力：クリエイティブ・レイ㈱安井久雄）

鈴木 健司先生のプロフィール
1984年
1988年
1990年
1993年
1993年
1995年
2004年
2007年
2009年

筑波大学附属高等学校卒業
東京大学工学部機械工学科卒業
東京大学大学院工学系研究科機械工学専攻修士課程修了
東京大学大学院工学系研究科機械工学専攻博士課程修了
博士（工学）
東京大学大学院工学系研究科産業機械工学専攻 助手
同 講師
工学院大学工学部機械システム工学科 助教授
同 准教授
同 教授

〈研究分野〉
マイクロ・ナノ理工学、ロボティクス、トライボロジー
昆虫を規範としたロボット、機能性表面等の研究〈学会活動〉
日本機械学会、電気学会、日本ロボット学会、日本トライボロジー学会、精密工学会の会員
2013年 日本機械学会 情報・知能・精密機器（IIP）
部門 部門長〈賞〉
2009年度
2010年度トンボ型ロボット

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日本機械学会教育賞
日本機械学会賞（論文）

アリ型ロボット科学機器

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折り紙構造で組み立てられる羽ばたきロボット（ロボット本体部分）

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ロボットを平面に展開した部品を真鍮板のエッチング加工により製作

折り紙の要領で機体を立体的に組み立てるので容易で精度が高いげることによって、立体的なロボ分けると組むのが難しくなります。

ットの構造を組み立てていきます。

そこで、なるべく折れば立体にな例えば、トンボをまねたロボットるというような簡単な構造にし、であれば、トンボの羽をまねた網目組み立ての手間やコストを減らす

─ これまで鈴木先生には、昆のような形のマスクを作り、光で転工夫をしています。

虫に関する研究や、その成果を写してアルミの骨格を作り、薄いしかし、簡単な構造にしようと活かして開発したマイクロロボッ

膜を付けて、最後に折り目を付けしても、なかなか思うようにはいトをご紹介していただきました。て羽の形に仕上げます。ロボット

かず、苦労しています。

ここからマイクロロボットをどのよの本体は、平面に展開した形状

うに製作しているのか、お話をを真鍮板に転写し、不要な部分

─ 小さな部品を作るというと、お聞きしたいと思います。

をエッチングで除去し、最後に折熟練した職人技のようなものをイり紙のように折り曲げて立体的なメージするのですが、例えば、ロボットに仕上げていきます。

小さな歯切りなどで削っていくの

折り紙を折るように小さな構造や部品を作る

鈴木

マイクロロボットの製作はでしょうか。

クリーンルーム内で行うのですが、まず、マスクと呼ばれる透明な板─ 小さなロボットを組み立てに部品の形状を描いたものを作ていくのは手間のかかる作業か鈴木

り、光を当ててその形状を金属と思いますが、心がけているこ切りではなく、フォトリソグラフィの板に転写します。そこから不要とはあるのでしょうか。

ー（形状を光で転写）とエッチン歯車のような部品は、歯グ（形状に沿って材料を溶かす）な部分を、エッチングで取り除いたり、膜をつけたりして平面的な鈴木部品を作り、最後に板を折り曲てていくので、1つ1つのパーツに小さな構造を手で組み立という方法があります。しかし、小さな形状を作ることはできても、

全翼14cm質量2.5g

羽のパーツ①アルミの板に羽の形状を転写し、型に押し当てて折り目をつけて羽のパーツを製作②翅脈（しみゃく）と呼ばれる中空のすじから断面形状に至るまで忠実に再現③トンボ型ロボットの小さな機体にはマイクロ加工技術が息づいている

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小さすぎると組み立てることがで鈴木きないという問題が出てきます。

真鍮、それとアルミ、銅などを使分業にするべきなのでしょうが、っています。

基礎的な研究段階なので製作はそうですね、材料としては、業として大量に作るのであれば─ 組み立てる構造や部品は、機能は「材料」と「構造」の2すべて自分たちで行っています。

小さいものになると、どのくらいつの要素によって生まれるもので自分たちでマイクロロボットのの大きさなのでしょうか。

す。マイクロロボットの研究にとプログラムを組み、自分たちで回って「材料」という要素はたいへ路を設計し、自分たちで組み立て、昔は1㎜ぐらいのものを組ん重要です。 マイクロの構 造は自分たちでロボットを作り上げるみ立てていたこともありました。

MEMS技術で作れますが、ナノことを私たち機械システム工学科

しかし、ものは小さくすることはの構造というのは材料の分子を集のコンセプトに掲げています。

できても、組み立てられなかっためて作り上げていくものなのです。

り、そのロボットを駆動させるた

私は機械屋ですので構造を研めのエネルギー源がないという問究していますが、新しい材料を題も出てきます。

提供してもらえるような素材の研鈴木

マイクロロボットには動力源や素材も大切─ マイクロロボットの動力は何に頼っているのでしょうか。
鈴木

昆虫の研究を応用し微細部品を扱う道具の開発も究者と連携することで、「材料」

─ 小さいロボットを作る上で、「構造」を兼ね備えたマイクロロ

現在、問題となっていることやボットを作っていきたいと思って必要としている道具などはございます。

いますか。

設計から組み立てまでロボット製作を自前を行う

鈴木

今はリチウムポリマーとい非常に小さいものを扱っているので、組み立てるときに顕微鏡を使いますが、小さいところう電池を使っています。この電池

─ マイクロロボットを製作するを見ていると全体が見えなくなるは1〜2gと軽いので室内で飛ばす

際は、作業の一部を外部に依頼など、扱いにくいところがあります。

マイクロロボットに使用するのにするなど、分業で行っているのそんなときは比較的焦点距離が適していますが、バッテリーが10でしょうか。

長く、倍率が調整しやすい顕微分ぐらいしかもたないのが難点です。
その点、蚊やハエのような昆虫鏡があると便利だと思うことはあ鈴木

いいえ、今は研究室の中ですべて自前で作っています。産ります。
組み立てるときの道具に関しては、小さな体であっても長時間飛び続けられるところはすごいと思います。
─ マイクロロボットの材料はどのようなものを使っているのでしょうか。見せていただいた写真を拝見すると、真鍮（しんちゅう）のように見えますが…。
大学院生が設計から組み立てまで自前で行ったアメンボ型ロボットにやさしいまなざしを送る鈴木先生

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産 学 官との 連 携があるのでしょうか。
私学助成は5年ごとのプロジェクトで、私たちも次の5年に向けていろいろと計画を練っています。
このプロジェクトにはさまざまな先生が関わっており、研究の範囲も広く、応用分野も多岐にわ
マイクロロボット研究用に緻密な作業を行うための道具の開発にも意欲を燃やしているたっています。そこで現在は、ミクロの構造によって発現する機能、言うと、ピンセットは小さな部品業は、全身を服で覆って行います

表面の構造と機能を研究するプを掴むことは容易なのですが、ので、少なからずストレスになりロジェクトを立ち上げようと計画表面張力の影響で部品がくっ付ます。それとマイクロ加工装置もしています。

いてしまい、離すことが難しいと慣れるまでは大変でした。

きがあります。

こうした共同研究から、抵抗私の学生時代に、クリーンルの少ない表面構造を応用して、そこで、今後は昆虫の研究をームやマイクロ加工装置が研究

機能性の高いスポーツウェア、ス活かして、小さいものを自在に動室に導入されたときも、慣れるまポーツ用品、ボールなどを開発す

かせる道具の開発にも取り組みでには時間がかかり、はじめのうることも可能になると考えています。

たいと思っています。例えば、ロちは加工装置のお守りをしている

また、摩擦を減らす表面を使ボットにも応用したアリの足の構ようなところがありました。

造を取り入れて、小さいものを簡単に掴んだり離したりする道具ができないものか、と考えていると他大学の研究者と協力し研究の拠点形成をころです。

うことで、効率のいい機械の開発、人工臓器などの設計、あるいは、小さな構造で音が鮮明に聞こえる補聴器の開発など、さまざまな製品への応用が期待されてい─ バイオミメティクスやマイクロます。

─ 先生の研究室ではクリーンロボットの研究に関して、他大学やルームもお持ちなのでしょうか。

他分野との共同研究などの取り─ マイクロマシンやマイクロロ組みが行われているのでしょうか。

ボットの研究が盛んな大学とい鈴木

うと、どんなところがあるのでしクリーンルームは、大学の設備として、ほかの研究室と共鈴木用で使用しています。

互いに協力し合い、文部科学省現在、学内外の研究者がょうか。の私学助成金の申請を行ってい鈴木─ クリーンルームや加工装置ます。そのためにも研究の拠点学で研究されています。特に、に関しては、いかがでしょうか。

形成が求められており、さまざま東北大学や立命館大学などは研使用されている感想などを伺えな研究者との連携強化を図って究が盛んです。

ればと思います。

いるところです。

マイクロマシンは多くの大マイクロマシンの研究者の中には機械工学からだけでなく、電鈴木クリーンルーム内での作─ 具体的にはどのような連携気回路から発展させていくうちに

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機械を研究するようになった先生
や、材料系や材料工学から入ってきた先生も多くいらっしゃいま

鈴木

機能性表面の研究をまずはビジネスへ

アメリカでは軍が研究費を出し、大学に研究を依頼することがあります。マイクロ・エア・す。ちなみに材料系の研究では、ビークルと呼ばれる小型飛行機以前から生き物に学ぶという考え─ お話をお聞きしていると、マの研究を軍の資金でいろいろな方があったようです。

イクロロボットは玩具メーカーな大学が進めているようです。

どが興味を持ちそうにも思いま─ ところで、鈴木先生の研究すが、そのようなメーカーとの共室では、何名ぐらいの学生さん

同研究や商品化の提案などはごがマイクロロボットの研究に取りざいませんか。

大学と産業界との良い連携の仕組みを─ ロボットの研究というと、多組んでいるのでしょうか。
鈴木

マイクロロボットの研究をくの人が二足歩行の人間型ロボッ

面白いと言ってくれる企業はあるトをイメージするように思いますである大学4年生が10人ぐらい、のですが、産業への応用となると、が、マイクロロボットは目的も発想そして、年によって変わることが今のところ実現に至るまで道のりもかなり異なるということですね。

ありますが、大学院生が 7人ほがある感じです。

鈴木

私の研究室では、卒論生どいます。

産業への応用では、先ほど述

鈴木

マイクロロボットは小さなべたように、バイオミメティクスものですから、人間の代わりに

─ 先生の研究室の卒業生の進の研究から生まれた機能性表面なることはありません。小ささを路先は、どのようなところが多いの活用の方が早いように思います。

活かして、人の行けないようなとのでしょうか。また、マイクロロ

私たちも、ぜひその方向で産業ころや危険な場所で、その場所ボットの研究を活かして、起業な界と協力していきたいと思っておの状況を把握するような役割を担どをされる卒業生がいたりするり、今、協力していただけそうなう存在だと思います。のでしょうか。

企業を探しているところです。

紹介したトンボ型ロボットやアメンボ型ロボットなどは、福島第鈴木クリーンルームを使ってい─ ニュースなどを見ていると、一原発の内部や汚染水の調査なた学生は、装置メーカーや真空アメリカでは軍が中心になって、どに役立てたいと思っています。

機器メーカーなどを就職先として小型の無人偵察機などを開発しそのほかの場面での用途を挙げ興味を持ったりしているようです。ているようですね。

るとすれば、口から体内に取り一方、現在のマイクロロボットの技術が学生の起業に結びつくかというと、まだまだ厳しいように思います。
大学の研究室では、基礎研究や学生が興味を持ちやすい研究を中心に進めることが多く、産業への応用や社会の役に立つ研究を優先して進めていくには難しいところもあります。
若い学生たちの熱気に包まれた研究室

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産 学 官との 連 携込んで異常のある部分を映し出す

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ようなマイクロカプセルなどができれば、医療の分野でも大きな貢献ができるでしょう。
─ 今後の研究の目標、あるい

9は課題としていることがあれば、お聞かせいただけますか。
鈴木 研究として取り組みたいこ「原発事故などマイクロロボットが果たす社会貢献は今後ますます大きくなる」モノづくりへの強い思いは尽きないとの1つは、これからも継続して昆虫の仕組みを調べていくこと。

─ 鈴木先生の一連の研究は、の分野に応用すると、面白い使トンボなどの昆虫をさらに研究し国が目指すモノづくり社会に貢い道があるように思います。ていくことで、より飛びやすい羽献するものになると思いますが、ができて、これまでとは違う小さ国や政策に望むことはございま─ 最後に、科学機器業界に身な飛行機を作ることができるかもすか。

を置くメーカーやディーラー、団体に対し、ご意見やご要望があしれません。
もう1つはさまざまな連携を通鈴木

難しい質問ですが、国にりましたらお願いいたします。

して、社会の役に立つものを作っは基礎的な研究にも、もっと予ていくことです。課題を挙げると算をつけてほしいと思います。そ鈴木すれば、大学の弱いところとして、れと産業界との連携は、大学の各種の機器を通して、科学機器アイデアは出ても、実際に製品化

教員個人の力では難しいところが業界にはたいへんお世話になっされたときにそれを壊れないようあります。課題はあるでしょうが、てきました。研究室で指導をしてにしたり、長持ちさせたり、信頼大学と産業界との何か良い連携いる立場から言わせていただくと、性を高めたりすることがなかなかの仕組みができればと思います。

撥水面を作るときに使うピペットできないことです。産業化を考え現在のところ、マイクロロボッひとつをとっても、使い慣れているのであれば、質の面をより高めトをそのままビジネスにするのはない学生だと一定量を取ることていく必要があると思っています。

難しいでしょうが、その技術を別ができません。これでは研究にもこれまでクリーンルームや支障をきたしてしまいます。専門的な科学機器はもちろんですが、学生たちが練習をしなくても簡単に使えるような扱いやすい機器の開発や製品化を望みます。
本日はお忙しいところ貴重なご意見・お話をいただきありがとうございました。
今後の開発ならびに製品づくりの参考とさせていただきます。
マイクロロボットが描かれたパネルを前に未来を担う若きエンジニアたちと17