タコは穴の大きさで手順を変えていた。腕で探り、腕を3〜5本通し、残りを絞る「3段階」と、胴体を別に通す「4段階」

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水族館や研究室の水槽からタコが逃げ出す話は、何度も報じられてきた。ふたのわずかな隙間や排水管を通って姿を消す。タコの体で硬いのは口のくちばしと、脳を包む軟骨くらいで、あとは筋肉の塊なので、理屈のうえでは小さな穴でも通れる。ところが、腕と胴体をどんな順番で動かして穴を抜けているのかは、きちんと記録されていなかった。シンガポール国立大学のロボット工学者と、イタリアとオーストリアの頭足類(とうそくるい。タコやイカのなかま)の研究者が組んで、マダコが穴を抜ける様子を動画に撮って手順に分解した論文が、Journal of Experimental Biology の229巻21号に載った。筆頭著者はシンガポール国立大学 機械工学科の Wenci Xin さんで、末尾の著者は同じ大学でソフトロボットを研究している Cecilia Laschi さんだ。

マダコ3匹に、大きさの違う穴を通らせる

使ったのは、亜成体(成体になる手前)のマダコ(Octopus vulgaris)3匹。体に対して大きさの違う穴をいくつも用意し、そこを抜けるところを撮影した。狙いは、動画を「運動プリミティブ」に分けることだった。運動プリミティブというのは、神経系が持っている動きの基本単位のことで、これを組み合わせていろいろな動作を作ると考える。もともとは神経科学の言葉だが、ロボットの制御でも同じ考え方を使う。タコが穴を抜けるときに、どの基本単位をどの順で並べているのかを知りたかったわけだ。

穴が体に対して大きめのときは、3匹とも同じ3段階で通っていた。

  • まず腕で穴を探る。先に入るのは1本で、たいてい左側の前の2本のどちらかだった。
  • 次に、残りの腕のうち3〜5本を穴の向こうへ通す。
  • 最後に、すでに通した2本の腕の吸盤で穴のまわりの仕切りをつかんで押しながら、胴体と残りの腕を一気に絞り込む。
タコは穴の大きさで手順を変えていた。腕で探り、腕を3〜5本通し、残りを絞る「3段階」と、胴体を別に通す「4段階」

最後の段階は、通した腕の吸盤で穴のまわりの仕切りをつかんで押し、その縁を足場にして自分の体を引き抜く動きになる。穴を広げているのではなく、体のほうを穴に合わせている。

穴が小さいと、最後の段階が2つに分かれる

穴を小さくすると、手順が変わった。3段階目の「一気に絞る」が、「残りの腕を通す」と「胴体だけを通す」の2つに分かれ、全体で4段階になった。腕を全部向こうへ送ってから、胴体を別に絞って通す。

胴体にあたる外套膜(がいとうまく。タコの頭に見える袋状の部分)には、3つの心臓と消化器と、食道を取り巻くドーナツ形の脳が入っている。脳は硬い軟骨の鞘に包まれていて、ここが体の中でいちばん変形しにくい。研究チームはこの鞘の幅を「通れる穴の目安」として、両目の間隔を測って代わりに使った。目と目の間に脳があるので、目の間隔がおおよそ鞘の幅になる。

ところが、4段階の手順を使ったマダコは、両目の間隔よりわずかに小さい穴も通ってしまった。動画には、筋肉で外套膜を慎重に変形させながら穴に押し込んでいく様子が写っている。研究者が物差しにした「いちばん硬い部分の幅」でさえ、絶対の下限ではなかった。

タコは穴の大きさで手順を変えていた。腕で探り、腕を3〜5本通し、残りを絞る「3段階」と、胴体を別に通す「4段階」

論文の要旨は、どちらの手順を使うかは穴の大きさで決まり、小さい穴では「通していない腕」と「外套膜」を別々に絞るぶん、段階が1つ増えると書いている。穴を見て手順を選んでいる、という読み方ができる結果だ。ただし、調べたのは3匹で、場所は水槽の中、穴の形も実験用のものなので、海の岩の隙間でも同じ順番かどうかは、この論文だけでは言えない。

ヘビ型のロボットに、タコの手順を移す

この研究にロボット工学者が入っているのは、狙いが最初からロボットにあるからだ。がれきの隙間に入って人を探す捜索救助用のロボットは、いまのところ細長いヘビ型が多い。チームの見立てでは、タコのように腕を何本も持ちながら胴体をつぶして通れる設計にできれば、センサーや作業用の腕を増やしても狭い場所に入っていける。チームは要旨で、タコの絞り込みの手順を「次の世代のソフトロボットを設計するための生物学的な設計図」と位置づけている。

骨のない体がどう動くかを、筋肉や神経の仕組みからではなく、手順として書き出したところがこの論文の持ち味だ。ロボットに移すときに要るのは、まさにその「順番」になる。タコの頭の良さについては、細胞の中の RNA 編集を扱った記事を以前に書いた。あちらは分子の話で、こちらは体の使い方の話だが、どちらも「タコはどうしてあんなことができるのか」を別の方向から切り分けている。

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