２１－２．実現のハードル？ ――変形ロボの抱える課題と可能性
前項では、人型メカ（ロボ）が“変形”するメリット、これについて考察しました。
本項では、実際に“変形”ロボが実現可能かどうかについて考察を巡らせてみます。
まず空を飛ぶ場合。
空を飛ぶためには、まず翼を高速で移動させることが必要になります。
『機動戦士ガンダム』ではミノフスキー・クラフト（※１）という便利な技術が存在しますが、このような技術の実用の目処、これは全く立っておりません。よって本エッセイでは考察の外です。
現状では、固定翼機か回転翼機か、いずれかの形態ということになりますね。
まずは固定翼機から考察してみましょう。早い話が飛行機ですね。
まず、空を自由に駆け抜けるのに必要とされる推力。これがどれほどのものになるかというと。
ＶＦ－１バルキリーのようなジェット機を想定してみましょう――２０１４年に量産型初飛行を果たした国産初のジェット機『HondaJet』（※２）。これで使われるＨＦ－１２０エンジン（※３）の定格推力が９．３２ｋＮというデータがあります。これを２機装備して運べる機体の離陸重量は――実にたったの４１７３ｋｇ。うちエンジンが占める重量は１８０ｋｇ×２機で３６０ｋｇ。航続距離と燃料消費率から逆算すると燃料がおよそ７８６ｋｇ。乗員乗客数が最大８名とありますから、乗員の体重に余裕率を見込んで１００ｋｇと仮定すると、８００ｋｇ。そうすると機体の重量は実質２２２７ｋｇということになります。
それで運べる人型ロボ本体の重量はと言えば。
実は正味の可搬重量は乗員乗客と同じ、およそ８００ｋｇということになります。あとは飛ぶために必須の装備重量が２２２７ｋｇということになるわけです。燃料まで含めた重量が４１７３ｋｇというわけですね。
さてこの４１７３ｋｇという重量、これを支える人型に費やせる重量はわずかに８００ｋｇ――差し引き３３７３ｋｇという飛行機部分の重量を支えるロボは、重量にして実に約４．２分の１――実に見事な頭でっかちっぷりです。
その身長を推定すると。
『HondaJet』の全長は１２．７１ｍ、全幅は１２．１５ｍとあります。ここで重要なのは主翼の扱いで、これを雑に扱うわけにはいかないということになります。よって主翼を折り曲げることなく、Ｆ－１４（※４）のような後退翼構造とした上で、翼を後方へ９０度後退させて、背中に背負うような工夫が必要になると思われます。ちょうどＶＦ－１バルキリーが用いたアプローチですね（※５）。
こうなると、“翼長≒全幅の約半分”がほぼそのまま胴体の長さということになります。よって、人型としての身長はほぼその倍、約１２ｍが現実的な線ということになるでしょう。１．８ｍの等身大を基準にしても６．６７倍という巨体です。しかもこのロボ部分、重さを８００ｋｇに抑えなければ飛べないのです。
骨格だけに限定するなら、人間の骨の重量は体重の約１２％と言われています（※６）。身長１．６ｍ（標準体重５０ｋｇと想定します）のヒトの場合で約６ｋｇというところですから、身長１．８ｍ（体重７０ｋｇと想定します）を想定すると、約８．４ｋｇというところですね。骨の密度は大体１ｇ／ｃｍ＾３というところを想定しつつ、『テーマ１２．』で骨格の素材として考えたカーボン・ナノチューブ、これを元にちょっと考察してみますと。
カーボン・ナノチューブ（※７）に骨格素材を置き換えた場合なら、軽ければ０．０３７ｇ／ｃｍ＾３、およそ体積あたり３０分の１になる計算になります。
ただし骨の体積は身長の３乗に比例しますから、６．６７の３乗で実に２９７倍。
等身大の骨の重量（８．４ｋｇ）×１２ｍの身長で要求される骨の重量（２９７倍）×カーボン・ナノチューブの比重（０．０３７）
として割り出すと、ロボの骨格重量は実に９２．３ｋｇ。
駆動部に当たる筋肉は、身長１．６ｍのヒトで２０ｋｇとされています。重量あたりの駆動力をこれと同等に見積もったとして。
等身大の筋肉の質量（２０ｋｇ）×１２ｍの身長で要求される筋肉の重量（２９７倍）
として割り出すと、実に――５９４０ｋｇという数字が出てきます。可搬重量８００ｋｇに対して、駆動部分だけでもかなりの重量超過ということになりますね。これではまだ飛べそうにはありません。課題は駆動部の軽量化ということになりそうです。ただしカーボン・ナノチューブを実用化したからには軌道エレベータの建築が視野に入る科学技術レヴェルということになります。駆動部の軽量化やエンジンの性能向上など、期待できる面はまだまだあるかもしれませんね。
では回転翼、つまりヘリコプタならば。
世界最小のヘリコプタ、GEN CORPORATIONの『GEN H-4』（※８、※９）を見てみましょう。
二重反転式で回転翼直径４ｍ、全備重量で１８０ｋｇの一人乗りヘリコプタです。最高時速は１００ｋｍ、ただし現状では法整備の問題か、時速４０ｋｍに制限されてしまっているようですが。
これ、自重は７５ｋｇ、燃料は１０Ｌと言いますから、正味の可搬重量はおよそ９５ｋｇあるというわけです。
こちらは“変形”とはちょっと違いますが、もう少しでパワード・スーツのオプション装備として使えてしまいそうな感じが漂っていますね。駆動部の出力を上げて、ロータの直径を増せば、パワード・スーツでヘリポートに乗り付けられそうな雰囲気さえ漂ってきそうです。ただし航続距離は１０ｋｍしかありませんが。
次に空を飛ぶのではなく、地を駆けるのだとしたら。
一般的な自動車の重量は１．０～１．５ｔ。長さは約４．０～４．５ｍというところでしょうか。
これなら文字通り“地に足が着いている”わけですから、可搬重量はある程度何とかなりそうです。
普通乗用車の積載重量の目安は乗員あたり６５ｋｇ程度（体重５５ｋｇ＋手荷物１０ｋｇ）を想定しているとありますから（※１０）、５人乗りの普通乗用車では、想定積載重量は３２５ｋｇということになりますね。
身長は大体４．５ｍ程度、つまり等身大（１．８ｍ）の２．５倍として考えてみると。３乗を取ると１５．６。
骨格の重量を計算してみると。
等身大の骨の重量（８．４ｋｇ）×４．５ｍの身長で要求される骨の重量（１５．６倍）×カーボン・ナノチューブの比重（０．０３７）
として割り出すと、ロボの骨格重量は４．８ｋｇ。
同様に駆動部の重量を算出すると、
等身大の筋肉の質量（２０ｋｇ）×４．５ｍの身長で要求される筋肉の重量（１５．６倍）
このようになって、駆動部の重量は３１２ｋｇとなります。いかに駆動部の軽量化が差し迫った問題かが解りますね。
これで考えると、クルマの変形ロボは３１７ｋｇ＋搭乗者程度の積載能力を持っていればいいことになります。
５人乗り乗用車（想定積載重量３２５ｋｇ）でややキツいというところでしょうか。ただ、エンジンやサスペンション、タイヤなどのセッティング次第では、全く手が届かない範囲でもなさそうです。
となれば、クルマ型の変形ロボはセダン型程度をベースにするならば可能性あり、ということができますね。それこそ一から設計するなら可能性は大いにあるわけです。
次に“変形”のメリットはといえば。
高速移動→人型として作業→高速移動の連続が向いていることになります。パワード・スーツを乗せた輸送車、これを上回る機動力を期待するわけですね。
初動優先の救助やパトカーのイメージがこれに近いでしょうか。例えば救助はとにかく誰よりも早く現場へ駆けつけて人命救助。例えばパトカーは現場に駆けつけて人型で救難作業または犯罪者制圧、再び次の現場へ……という流れです。
人型メカとしては大きいので最強というわけには行きませんが、それでも人型を利した任務というのはあるはずです。何よりも繊細で力強い作業が可能なわけですから。
ことほどかように、用途さえ限ってみれば変形ロボもあながち絵空事ではないかもしれないという、これは考証なのです。
さて現実の未来はいかに出ますやらお楽しみ。
【脚注】
※１ https://gundam.wiki.cre.jp/wiki/%E3%83%9F%E3%83%8E%E3%83%95%E3%82%B9%E3%82%AD%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%83%A9%E3%83%95%E3%83%88
※２ https://ja.wikipedia.org/wiki/HondaJet
※３ https://ja.wikipedia.org/wiki/HF120_(%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3)
※４ https://ja.wikipedia.org/wiki/F-14_(%E6%88%A6%E9%97%98%E6%A9%9F)
※５ http://macross.jp/news/?id=381&category1=5&series=1
※６ http://www.skincare-univ.com/daily/tips/010315/
※７ https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%94%E5%BC%B7%E5%BA%A6
※８ https://ja.wikipedia.org/wiki/GEN_H-4
※９ https://matome.naver.jp/odai/2134895675353480401
※１０ http://www.nissan.co.jp/AP-CONTENTS/POSTOFFICE/ANSWERS/7824.html
著者：中村尚裕
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