Archive

派遣研究者REPORT

医療現場での実用化を視野に、
自然で滑らか、臨時感あふれる
脳外科手術シミュレータの開発に挑む。

カーネギーメロン大学(アメリカ合衆国 ピッツバーグ)
2012年10月29日～2012年12月28日（61日間）

「どんな利益を生むのか」、問われる研究の有用性。
社会と向かい合う研究者の姿勢に感銘。

磁気浮上式ハプティックインターフェース「Maglev200」を用いた脳外科手術シミュレータシステムの構築を通じて、「これまでの脳外科手術シミュレータでは為し得なかった臨場感の高いトレーニングを提供できる可能性がある」という大きな手応えを感じた辻田先生。「Maglev200の取っ手から入力された位置・姿勢情報は、制御PCを介してLAN経由で脳組織変形計算ソフトに送られてきます。そこで仮想環境内の術具を動かし、術具表面と脳組織表面の接触判定をおこなうことで、脳組織に強制変位を与えます。この強制変位を元に脳組織の変形を計算し、術具にかかる反力を導き出します。こうして得られた反力は、再びLAN経由で制御PCに戻され、反力に応じた電流がコイルに与えられ、取っ手を介して操作者に反力が提示されます（写真/図3）。この一連の流れを，おおむね30ミリ秒（ms:10-3sec） 毎に行い、自然で滑らかなコンピュータグラフィック画像の更新と力覚の提示を実現しました」。

CMUロボティクス研究所に滞在してみて、組織としての「風通しの良さ」が印象に残ったと語る辻田先生。「CMUは計算機科学の分野において、全米トップとの評価を受けていますが、ロボティクス研究所もまた全米屈指のロボット研究機関として広く知られています。Hollis教授の研究グループでは、週に一度、ポスドクや学生を交えたミーティングを開いていましたが、研究室メンバー以外の参加者も多く、ゆえに様々な視座・見地からの議論が行われていました」。また、しばしば言及されることですが、と前置きした上で続けられたのが、同研究所の学生の知的好奇心と積極性、プレゼンテーション能力の高さでした。「議論の場では、臆することなく堂々と自説を述べる姿がありましたが、彼らは自分の研究の有用性・重要性を簡潔にアピールする能力に長けていました。こうした点は、東北大学の多くの学生が苦手とするところなのではないでしょうか」。一方では、本学の研究室との相似点も。「欧米の研究者はライフワークバランスを重視し、（日本の研究者のように）夜間・週末を仕事に充てることはない、というのがよく言われるところですが、ロボティクス研究所では、多くの人が夜遅くまで実験や作業に取り組んでいました。もちろん実際にロボットを製作して動かすという実践研究ならではの事情もありますが、そのハードワーカーぶりは『demo or die』※2という言葉を彷彿とさせました」。

米国トップレベルの研究者たちの働きぶりを目の当たりにした辻田先生、Hollis教授の研究への姿勢にも感銘を受けたといいます。「Hollis教授はロボティクス研究の権威ですが、今も手ずからロボット製作をされるなど、飽くなき情熱と明確なビジョンを携えて、生き生きと研究に取り組んでおられました。特に大事にされていたのが、有用性・将来性・影響力で『その研究にどのようなベネフィットがあるのか』としばしば問われたものです。私も社会の利益や暮らしの豊かさにつながる研究をしなければと深く感じ入りました」。辻田先生は、平成25年度から2年間、再び同研究室に滞在し、機能性流体を用いた手術シミュレータ用力覚提示装置の開発に取り組む予定です。「今回の海外派遣が（2年の海外派遣への）チャレンジ意欲をかきたててくれるスプリングボードのような役割を果たしてくれました」。これからどんな跳躍をみせてくれるのでしょうか、注目です！

※2
demo or die：マサチューセッツ工科大学メディアラボのキャッチフレーズ。アイディアを生み出すことは重要だが、実際にデモで見せられなければ意味がない、「形にしてみせるか、さもなくば去れ（研究者としての死）」という意。

（写真/図3）脳外科手術シミュレータのシステム構成。評価試験として、簡単な立方体形状をした柔軟物を仮想環境内に構築し、あたかも術具で触っているような感覚を体験できるデモンストレーションを行い、派遣先研究室の学生などに体験してもらった。

（写真/図4）Hollis教授（左）とディスカッション。「お忙しいにもかかわらず、毎日必ず声を掛けてくださり、研究から生活面まで相談に乗ってくださいました。また他の研究室に所属する研究者たちと引き合わせる機会をつくってくれるなど、私の人的ネットワークを拡げるサポートもしてくださいました。研究者として憧れる存在です」。