身体に宿る”知能”を活かすミズクラゲサイボーグ~小さな AI モデルによる泳ぎの予測に成功!~

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2025-05-26 東北大学

東北大学大学院工学研究科の大脇大准教授らの研究チームは、ミズクラゲの自発的な泳ぎのリズムが自己組織化臨界現象に基づくことを初めて観測し、クラゲの筋肉に電気刺激を与えることで泳ぎを誘導し、その動きを小型AIモデル「ハイブリッド物理リザバー」で予測する技術を開発しました。この技術は、生物の身体に備わる運動性能を活用し、低電力・低計算負荷で動作するサイボーグロボットの制御に応用可能であり、将来的には海洋調査や環境保全のための自律型サイボーグロボットの開発に貢献することが期待されます。

身体に宿る”知能”を活かすミズクラゲサイボーグ~小さな AI モデルによる泳ぎの予測に成功!~図1. ミズクラゲハイブリッドリザバー計算システムによる運動予測

<関連情報>

クラゲの自然発生的サイボーグに自然の具現化された知性を利用する Harnessing natural embodied intelligence for spontaneous jellyfish cyborgs

Dai Owaki,Max Austin,Shuhei Ikeda,Kazuya Okuizumi & Kohei Nakajima
Nature Communications  Published:23 May 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-59889-7

Abstract

Jellyfish cyborgs present a promising avenue for soft robotic systems, leveraging the natural energy-efficiency and adaptability of biological systems. Here we present an approach for predicting and controlling jellyfish locomotion by harnessing the natural embodied intelligence of these animals. We developed an integrated muscle electrostimulation and 3D motion capture system to quantify both spontaneous and stimulus-induced behaviors in Aurelia coerulea jellyfish. Our key findings include an investigation of self-organized criticality in jellyfish swimming motions and the identification of optimal periods of electro-stimulus input signal (1.5 and 2.0 seconds) for eliciting coherent and predictable swimming behaviors. Furthermore, using Reservoir Computing, a machine learning framework, we successfully predicted future movements of the stimulated jellyfish, which also characterizes how the jellyfish swimming motions are synchronized with the electro-stimulus. Our findings provide a foundation for developing jellyfish cyborgs capable of autonomous navigation and environmental exploration, with potential applications in ocean monitoring and pollution management.

0109ロボット
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