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サイボーグ（/ ˈsaɪbɔːrɡ / ）は、有機体とバイオメカトロニクスの両方の身体部分を持つ存在です。サイボーグは、サイバネティックとオーガニゼーションを組み合わせた造語です。この用語は、 1960 年にマンフレッド・クラインズとネイサン・S・クラインによって造られました。[ 1 ]バイオロボットやアンドロイドとは対照的に、サイボーグという用語は、フィードバックに依存する人工的なコンポーネントやテクノロジーの統合によって機能の回復や能力の強化を受けた生物に適用されます。[ 2 ]
サイボーグの別名には、サイバネティック生物、サイバー生物、サイバー有機体、サイバネティック強化生物、サイバネティック増強生物、テクノ有機体、テクノ有機体、テクノ生物などがある。
バイオニクス、バイオロボティクス、アンドロイドとは異なり、サイボーグは、人工部品や何らかのフィードバックに依存する技術の統合により、機能が回復したり、特に能力が強化された生物です。たとえば、義肢、人工臓器、インプラント、場合によってはウェアラブルテクノロジーなどです。[ 3 ]サイボーグ技術は、集合知を可能にしたり、サポートしたりする可能性があります。[ 4 ]関連する概念として、「拡張人間」があります。[ 3 ] [ 5 ] [ 6 ]サイボーグは一般的に人間を含む哺乳類と考えられていますが、この用語はあらゆる生物に適用できます。
D.S. ハラシーの『サイボーグ：スーパーマンの進化』（1965年）の序文には、「単なる空間ではなく、より深くは『内なる空間』と『外なる空間』の関係、つまり精神と物質の間の橋」である「新たなフロンティア」について語られている。[ 7 ]
ドナ・ハラウェイは著書『サイボーグ宣言』の中で、人間性と技術の間に厳格な境界線を設けるという考えを否定し、人間が時間とともに技術に依存するようになるにつれて、人間性と技術はあまりにも密接に結びついてしまい、両者の間に線を引くことができなくなっていると主張している。彼女は、人間が機械や技術をこれほど高度化することを許容し、創造してきた以上、自分たちが創造したものを恐れる理由はなく、サイボーグは人間のアイデンティティの一部であるため、受け入れられるべきだと考えている。[ 8 ]しかし、ハラウェイは科学的客観性と技術進化の倫理の矛盾についても懸念を表明しており、「世界の科学的説明には政治的な結果が伴う」と主張している。[ 9 ]
この用語の定義によっては、人間が最も基本的な技術と物理的に結びついているだけでも、すでに人間はサイボーグになっていると言える。[ 10 ]典型的な例として、人工心臓ペースメーカーや植込み型除細動器を装着した人間はサイボーグとみなされる。これらの装置は体内の電圧を測定し、信号処理を行い、合成フィードバック機構を用いて電気刺激を与え、その人を生かし続けることができるからである。人工内耳などのインプラントは、機械的な変更とあらゆる種類のフィードバック応答を組み合わせたものであり、サイバネティックな強化である。一部の理論家は、コンタクトレンズ、補聴器、スマートフォン[ 11 ]、または眼内レンズなどの変更を、人間の生物学的能力を高めるために人間に技術を装着する例として挙げている。
マイクロチップを体内に（主に手に）埋め込み、非接触決済などの金融取引や、ドアを開けるといった基本的な作業を行うという新たなトレンドは、サイバネティック強化の最新事例として誤って宣伝されている。しかし、後者はスカンジナビアのニッチな分野以外ではまだ大きな注目を集めておらず、実際の機能としては、人体と相互作用しないガラスで覆われた事前プログラム済みの無線周波数識別（RFID）マイクロチップに過ぎない（これは、識別を容易にするために動物に注入されるマイクロチップと同じ技術である）。したがって、サイバネティックインプラントの定義には当てはまらない。
サイボーグが現在増加傾向にあることから、一部の理論家は老化の新しい定義を開発する必要があると主張している。例えば、老化のバイオテクノロジー社会的な定義が提案されている。[ 12 ]
この用語は、抽象的な意味での人間とテクノロジーの融合を扱うためにも使用されます。これには、電話、コンピューター、インターネットなどの一般的に使用されているテクノロジーだけでなく、ペンと紙、音声と言語など、通常はテクノロジーとはみなされない人工物も含まれます。これらのテクノロジーによって拡張され、他の時間や場所にいる人々とコミュニケーションで接続されると、人は以前よりも多くのことができるようになります。例としては、インターネット プロトコルを使用して他のコンピューターに接続することでパワーを得るコンピューターがあります。別の例としては、いいねやシェアでソーシャルメディアをターゲットにするために使用されるソーシャルメディア ボット(ボットが支援する人間または人間が支援するボット) があります。[ 13 ]したがって、サイバネティックテクノロジーには、高速道路、パイプ、電線、建物、発電所、図書館、その他のインフラストラクチャ構造が含まれます。
ブルース・スターリングは、自身のシェイパー/メカニストユニバースにおいて、内部インプラントではなく外部シェル（例えば、動力付き外骨格）を使用して作られる「ロブスター」と呼ばれる代替サイボーグのアイデアを提案した。[ 14 ]コンピュータゲーム「Deus Ex: Invisible War」では、ロシア語で「ロブスター」を意味するオマールというサイボーグが目立つように登場する。
1994年、ハンス・ハスは「ハイパーセル」と名付けた人間と機械のハイブリッドに関する科学的見解を提唱した。[ 15 ]それらは人工物によって生物学的細胞体を拡張し、それによってパフォーマンス体を拡張することができる。ハイパーセルの理論、あるいはハスがホモ・サピエンスと区別するために人間と機械のハイブリッドを呼んだホモ・プロテウスの理論は、チャールズ・ダーウィンの進化論を拡張し、人間を超えた進化の過程を扱っている。
ジェームズ・ラブロックは、 2019年の著書『ノヴァシーン』の中で、「サイボーグ」という用語を用いて、「未来を理解する者」となり、「宇宙を自己認識へと導く」次世代の存在を指し示した。クラインズとクラインの定義における有機的要素を認めつつも、彼はこれらのサイボーグは「我々が既に構築した人工知能システムから自らを設計し構築する」だろうと提案し、「サイボーグ」という用語を用いて「新たな知的存在は我々と同様にダーウィン進化から生じるだろう」と強調した。[ 16 ]
人間と機械の混合という概念は、第二次世界大戦以前のSFで広く普及していた。1843年には早くもエドガー・アラン・ポーが短編小説「使い古された男」で広範囲に義肢を装着した男を描写している。1911年にはジャン・ド・ラ・イールがSFヒーローのニクタロープを『 15世紀の謎』 （後に『火星のニクタロープ』と翻訳）で紹介した。ニクタロープは恐らく文学史上初のサイボーグである。 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]約20年後、エドモンド・ハミルトンは1928年の小説『彗星の破滅』で宇宙探検家たちに有機物と機械部品の混合体を紹介した。彼は後に、透明なケースに浮かぶ老科学者サイモン・ライトの話す生きた脳を、彼の有名なヒーロー、キャプテン・フューチャーのすべての冒険に登場させた。 1944年、 C・L・ムーアは短編小説「女は生まれなかった」の中で、全身が焼け焦げ、脳が顔のない美しくしなやかな機械の体に移植されたダンサー、ディアドラについて書いた。
1960年、「サイボーグ」という用語は、地球外環境で生存できる強化された人間という彼らの概念を指すために、マンフレッド・E・クラインズとネイサン・S・クラインによって造語されました。 [ 1 ]
無意識のうちに統合された恒常性システムとして機能する、外部から拡張された組織複合体に対して、我々は「サイボーグ」という用語を提案する。
彼らの構想は、宇宙探査という新たなフロンティアが発展し始めた頃、人間と機械の密接な関係の必要性について考えた結果生まれたものだった。生理計測機器や電子データ処理システムの設計者であったクラインズは、ニューヨーク州ロックランド州立病院の動的シミュレーション研究所の主任研究員を務めていた。
この用語が初めて活字媒体に登場したのは、5か月前のニューヨーク・タイムズ紙が「宇宙飛行の精神生理学的側面に関するシンポジウム」について報じた時で、そこでクラインズとクラインが初めて論文を発表した。
サイボーグとは、基本的に人間と機械のシステムであり、人間の部分の制御機構が薬物や調節装置によって外部から変更され、通常の環境とは異なる環境で生活できるようにしたものです。[ 20 ]
その後、ハミルトンは1962年の短編小説「審判の日後」で初めて「サイボーグ」という言葉を明確に用い、「チャーリー」と呼ばれる「機械的な類似物」を説明し、「サイボーグとは、1960年代に最初のものが登場して以来、サイバネティックな生物と呼ばれてきたものだ」と述べた。
マーティン・ケイディンによる1972年の小説『サイボーグ』は、バイオニック・エージェントであるスティーブ・オースティンというキャラクターを登場させ、1973年から1978年まで放送された人気テレビシリーズ『600万ドルの男』として映像化された。
2001年、ダブルデイ社から『サイボーグ：ウェアラブルコンピュータ時代のデジタル運命と人間の可能性』というタイトルの本が出版された。[ 21 ]同年、この本に書かれているアイデアの一部がドキュメンタリー映画『サイバーマン』に取り入れられた。
カーボンナノチューブと植物細胞または真菌細胞で構成されたサイボーグ組織は、人工組織工学において、機械的および電気的な用途向けの新しい材料を製造するために利用されてきた。
このような研究は、 2013 年 4 月 3 日に開催されたMaterials Research Societyの春季会議で、Raffaele Di Giacomo、Bruno Marescaらによって発表されました。 [ 22 ]得られたサイボーグは安価で軽量であり、独自の機械的特性を持っていました。また、望ましい形状に成形することもできました。細胞と多層カーボンナノチューブ(MWCNT)が共沈し、粘性のある材料を形成する細胞とナノチューブの特定の凝集体となりました。同様に、乾燥した細胞は、MWCNT ネットワークの安定したマトリックスとして機能しました。光学顕微鏡で観察すると、この材料は高密度に詰まった細胞で構成された人工の「組織」に似ていました。細胞の乾燥の影響は、「ゴースト細胞」のような外観で現れました。電子顕微鏡で MWCNT と細胞の間にかなり特殊な物理的相互作用が観察され、細胞壁(真菌や植物細胞の最も外側の部分) がカーボンナノチューブのネットワークの確立と安定化に主要な役割を果たしている可能性があることが示唆されました。この新しい材料は、加熱からセンシングまで、幅広い電子アプリケーションに使用できます。たとえば、人間の消化管内によく生息する酵母の一種であるカンジダ・アルビカンス細胞を使用して、温度感知特性を持つサイボーグ組織材料が報告されています。[ 23 ]
現在の義肢用途では、オットー・ボック・ヘルスケアが開発したC-Legシステムが、怪我や病気で切断された人間の脚の代替として使用されています。人工C-Legにセンサーを使用することで、切断前の自然な歩行を再現しようとすることで、歩行が大幅に改善されます。 [ 24 ]スウェーデンの整形外科企業Integrumは、同様のシステムであるOPRAインプラントシステムを開発しており、これは外科的に固定され、骨統合によって切断された肢の残りの骨格に統合されます。[ 25 ]同社はまた、意志力で動く上肢義肢システムであるe-OPRAを開発しており、義肢の指先に圧力センサーと温度センサーを使用して中枢神経系に感覚入力を与える臨床試験で評価されています。[ 26 ] [ 27 ] C-Leg、e-OPRAインプラントシステム、iLimbなどの義肢は、次世代の実用サイボーグアプリケーションへの最初の真のステップであると考える人もいます。さらに、人工内耳や磁気インプラントは、そうでなければ得られなかった感覚を人々に与えるため、サイボーグの創造と考えることもできます。
視覚科学では、脳に直接インプラントを挿入することで、先天性ではない（後天性の）失明を治療してきました。視力を回復させるための実用的な脳インターフェースを最初に考案した科学者の一人は、民間研究者のウィリアム・ドベルでした。ドベルの最初のプロトタイプは、1978年に成人後に失明した「ジェリー」という男性に埋め込まれました。68個の電極を含む単一アレイBCIがジェリーの視覚皮質に埋め込まれ、光視症、つまり光を見る感覚を生み出すことに成功しました。このシステムには、インプラントに信号を送るために眼鏡に取り付けられたカメラが含まれていました。当初、インプラントによってジェリーは限られた視野で低フレームレートでグレーの濃淡を見ることができました。また、そのためには2トンのメインフレームに接続する必要がありましたが、電子機器の小型化とコンピュータの高速化により、人工眼はより持ち運びやすくなり、現在では簡単な作業を補助なしで実行できるようになりました。[ 28 ]
1997年、科学者で医師のフィリップ・ケネディは、脳卒中を起こしたベトナム戦争退役軍人のジョニー・レイから世界初の人間サイボーグを作り出した。医師たちが言うところのレイの体は「閉じ込められた」状態だった。レイは以前の生活を取り戻したいと願い、ケネディの実験に同意した。ケネディは、レイの脳の損傷した部分の近くに、彼が設計したインプラント（「神経栄養電極」と名付けた）を埋め込み、レイが体の動きを取り戻せるようにした。手術は成功したが、2002年にレイは亡くなった。[ 29 ]
2002年、成人後に失明したカナダ人のイェンス・ナウマンは、ドベルの第2世代インプラントを有料で受けた16人の患者のうち最初の患者となり、BCIの初期の商業利用の1つとなった。第2世代デバイスは、光視症をより正確にコヒーレントな視覚にマッピングできる、より高度なインプラントを使用した。光視症は、研究者が星空効果と呼ぶように、視野全体に広がっている。インプラント直後、ナウマンは不完全に回復した視力を使って、研究所の駐車場をゆっくりと運転することができた。[ 30 ]
代替技術とは対照的に、2002年に「プロジェクト・サイボーグ」という名称で、イギリスの科学者ケビン・ワーウィックは、神経系に100個の電極アレイを埋め込み、神経系をインターネットに接続して機能強化の可能性を調査した。この状態で、ワーウィックは、インターネットを介して神経系を拡張し、ロボットハンドを制御するなど、一連の実験を成功裏に実行した。また、指先からのフィードバックを受け取り、ハンドのグリップを制御した。これは拡張感覚入力の一形態であった。その後、彼は超音波入力を調査し、遠隔で物体までの距離を検出した。最後に、妻の神経系にも電極を埋め込んで、2人の人間の神経系間での初の直接的な電子通信実験を行った。[ 31 ] [ 32 ]
2004年以来、イギリスのアーティスト、ニール・ハービソンは、頭蓋骨の振動を通して人間の視覚スペクトルを超えて色の知覚を拡張できるサイボーグアンテナを頭に埋め込んでいる。 [ 33 ]彼のアンテナは2004年のパスポート写真に写っており、それが彼のサイボーグとしての地位を裏付けると言われている。[ 34 ] 2012年のTEDGlobalで、[ 35 ]ハービソンは、ソフトウェアと彼の脳が一体化して彼に特別な感覚を与えたことに気付いたとき、自分がサイボーグのように感じ始めたと説明した。[ 35 ]ハービソンはサイボーグ財団（2004年）の共同創設者であり[ 36 ] 、2017年にはトランススペシーズ協会を共同設立した。これは、非人間的なアイデンティティを持つ個人に力を与え、独自の感覚や新しい器官を開発するという彼らの決定を支援する団体である。[ 37 ]ニール・ハービソンはサイボーグの権利を世界的に擁護している。
トロントを拠点とする映画監督で、自らを「現実世界のアイボーグ」と称するロブ・スペンスは、子供の頃、祖父の農場での銃撃事故で右目を重傷した。 [ 38 ] 数年後の2005年、彼は悪化の一途をたどり、事実上失明状態となった右目を外科的に摘出することを決意し、[ 39 ]その後しばらくの間眼帯を着用していたが、しばらくカメラを装着するというアイデアを模索した後、ウェアラブルコンピューティングとサイボーグ技術の専門家であるマサチューセッツ工科大学のスティーブ・マン教授に連絡を取った。[ 39 ]
マンの指導の下、スペンスは36歳で、義眼に装着できる小型カメラのプロトタイプを製作した。この発明は、後にタイム誌によって2009年の最高の発明の1つに選ばれることになる。バイオニックアイは彼が見るものすべてを記録し、1.5 mm 2の低解像度ビデオカメラ、小型の円形プリント基板、リアルタイムでコンピュータに映像を送信できるワイヤレスビデオ送信機、そして3ボルトの充電式VARTAマイクロバッテリーを内蔵している。この目は彼の脳とは接続されておらず、彼の視力は回復していない。さらに、スペンスはプロトタイプの1つのバージョンにレーザーのようなLEDライトも搭載している。[ 40 ]
さらに、多機能無線周波数識別（RFID）マイクロチップを手に埋め込んだ人も多く存在することが知られています。チップを使えば、カードをスワイプしたり、ドアを開けたり解錠したり、プリンターなどのデバイスを操作したり、暗号通貨を使って手をかざすだけで飲み物などの商品を購入したりすることができます。[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]
bodyNETは、スタンフォード大学の研究者らが現在開発中の人間と電子機器のインタラクションのアプリケーションです。[ 46 ]この技術は伸縮性のある半導体材料（エラストロニック）に基づいています。Nature誌に掲載された彼らの記事によると、この技術はスマートデバイス、スクリーン、センサーネットワークで構成されており、体内に埋め込んだり、皮膚に織り込んだり、衣服として着用したりできます。このプラットフォームは将来的にスマートフォンに取って代わる可能性があると示唆されています。[ 47 ]
医学には、重要な2種類のサイボーグがあります。それは、回復型と強化型です。回復型技術は、「失われた機能、臓器、四肢を回復する」ものです。[ 48 ]回復型サイボーグ化の重要な側面は、壊れたり失われたプロセスを修復して、健康な状態または平均的な機能レベルに戻すことです。失われた元の能力やプロセスを強化することはありません。
それとは対照的に、強化サイボーグは「最適パフォーマンスの原則、すなわち出力（得られた情報または変更）を最大化し、入力（プロセスで消費されたエネルギー）を最小化する」という原則に従う。[ 49 ]したがって、強化サイボーグは通常のプロセスを超えたり、元々は存在しなかった新しい機能を獲得したりすることを目的としている。
一般的に義肢は失われた身体部位や損傷した身体部位を機械的な人工物の統合によって補うものですが、医学におけるバイオニックインプラントは、モデル臓器や身体部位が元の機能をより忠実に模倣することを可能にします。マイケル・チョロストは、人工内耳、つまりバイオニックイヤーの体験を回顧録『Rebuilt: How Becoming Part Computer Made Me More Human』として執筆しました。[ 50 ]ジェシー・サリバンは、神経と筋肉の移植によって完全にロボット化された四肢を操作した最初の人物の一人となり、以前の義肢では不可能だった複雑な動作範囲を実現しました。 [ 51 ] 2004年までに、完全に機能する人工心臓が開発されました。[ 52 ]バイオニック技術と（バイオ）ナノテクノロジーの継続的な技術開発は、機能強化、そして生物学的モデルの元の機能を超えるサイボーグの将来の可能性という問題を提起し始めています。「機能強化義肢」の倫理と望ましさについては議論されています。その支持者には、新しい技術が人類の現在の規範的な限界（老化や病気など）や、速度、力、持久力、知能の限界といったより一般的な能力不足を超えて発展するのを助けることができると信じるトランスヒューマニズム運動が含まれる。この概念の反対者は、そのような技術の開発と受容を推進する偏見、すなわち機能性と効率性への偏見が、人間性や人格の実際の現れを定義特性として重視せず、アップグレード、バージョン、有用性という観点から定義する人間観への同意を強要する可能性があると考えている。[ 53 ] [ 54 ]
網膜インプラントは、医学におけるサイボーグ化のもう一つの形態です。網膜色素変性症や加齢による視力低下（網膜神経節細胞の数が異常に少ない状態）に苦しむ人々の視力を回復させるための網膜刺激の理論は、網膜インプラントと電気刺激が、失われた神経節細胞（目と脳をつなぐ細胞）の代わりとして機能するというものです。
この技術の完成に向けた研究はまだ進行中ですが、網膜への電気刺激によって眼が光のパターンを感知できるようにする技術は既に大きく進歩しています。被験者は眼鏡のフレームなどに装着した特殊なカメラで画像を撮影し、電気刺激のパターンに変換します。次に、被験者の眼に埋め込まれたチップが、このパターンを用いて網膜を電気的に刺激します。刺激によって特定の神経終末が活性化され、脳の視覚中枢に画像が伝達され、被験者の目に画像が映し出されるのです。技術開発が計画通りに進めば、この技術は数千人の盲人が利用し、そのほとんどに視力を回復させることができるでしょう。
声帯を失った人を支援するために、同様のプロセスが開発されました。この実験的な装置は、これまで使用されてきたロボットのような声の音声シミュレーターを不要にするものです。音の伝達は、声と音の生成を制御する神経を首の筋肉にリダイレクトする手術から始まります。その近くのセンサーが電気信号を拾うことができます。信号はプロセッサに送られ、そこで音声シミュレーターのタイミングとピッチが制御されます。そのシミュレーターが振動して、口で単語の形にできる多音の音を生成します。[ 55 ]
2012年にNature Materialsに掲載された論文では、「サイボーグ組織」（ナノスケールのワイヤーの3次元メッシュが埋め込まれた人工ヒト組織）に関する研究が報告されており、医学的な応用が期待されている。[ 56 ]
2014年、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校とセントルイス・ワシントン大学の研究者らは、心臓を永久に拍動させ続けることができる装置を開発した。3Dプリンティングとコンピューターモデリングを用いて、これらの科学者らはペースメーカーに代わる可能性のある電子膜を開発した。この装置は、「クモの巣のようなセンサーと電極のネットワーク」を使用して、電気刺激によって正常な心拍数を監視および維持する。患者ごとに同じである従来のペースメーカーとは異なり、この伸縮性のある心臓グローブは高解像度イメージング技術を使用してカスタムメイドされる。最初のプロトタイプはウサギの心臓にフィットするように作成され、酸素と栄養素が豊富な溶液中で臓器を動作させた。装置の伸縮性のある素材と回路は、ジョン・A・ロジャース教授によって最初に構築され、電極は破損することなく伸縮および曲げることができるようにS字型に配置されている。この装置は現在、心拍数の変化を研究するための研究ツールとしてのみ使用されているが、将来的にはこの膜が心臓発作に対する安全策として役立つ可能性がある。[ 57 ]
脳コンピューターインターフェース（BCI）は、脳から外部デバイスへの直接的な通信経路を提供し、事実上サイボーグを作り出します。脳の灰白質に直接埋め込まれた電極を使用する侵襲型BCIの研究は、失明者の損傷した視力の回復と麻痺者、特に閉じ込め症候群などの重症例の人々に機能を提供することに焦点を当ててきました。この技術により、手足を失った人や車椅子を使用している人が、脳インプラントからコンピューターやデバイスに直接送られる神経信号を介して、補助デバイスを制御できるようになる可能性があります。この技術は、最終的には健康な人にも使用される可能性があります。[ 58 ]
深部脳刺激は、治療目的で使用される神経外科手術です。この処置は、パーキンソン病、アルツハイマー病、トゥレット症候群、てんかん、慢性頭痛、精神障害と診断された患者の治療に役立っています。麻酔によって患者が意識を失った後、脳ペースメーカーまたは電極が、病気の原因が存在する脳の領域に埋め込まれます。その後、脳の領域は電気パルスによって刺激され、迫りくる発作の急増を阻止します。すべての侵襲的処置と同様に、深部脳刺激は患者に高いリスクをもたらす可能性があります。しかし、近年、深部脳刺激は、利用可能などの薬物療法よりも多くの進歩を遂げています。[ 59 ]
自動インスリン投与システムは、俗に「人工膵臓」とも呼ばれ、特に1型糖尿病において、体内の自然なインスリン産生不足を補うものです。現在利用可能なシステムは、持続血糖モニターと遠隔操作可能なインスリンポンプを組み合わせ、現在の血糖値に応じてインスリン投与量を自動的に調整する制御ループを形成します。このような制御ループを実装した市販システムの例としては、メドトロニック社のMiniMed 670G [ 60 ]やタンデム・ダイアベティス・ケア社のt:slim x2 [ 61 ]などがあります。DIY人工膵臓技術も存在しますが、これらは規制機関によって検証または承認されていません[ 62 ] 。次世代の人工膵臓技術には、低血糖を防ぎ効率を向上させるために、インスリンに加えてグルカゴンの自動注入が含まれます。このような2ホルモンシステムの1つは、ベータ・バイオニクス社のiLetです[ 63 ]。
軍事組織の研究は最近、戦術的優位性を得る目的でサイボーグ動物を使用することに焦点を当てている。DARPAは、蛹の段階で昆虫に埋め込まれたセンサーからデータを送信する「サイボーグ昆虫」の開発に関心を示していると発表した。昆虫の動きはマイクロ電気機械システム（MEMS）によって制御され、環境を調査したり、爆発物やガスを検出したりできる可能性がある。[ 64 ]同様に、DARPAはサメの動きを遠隔制御するための神経インプラントを開発している。サメの独自の感覚を利用して、敵艦の動きや水中爆発物に関するデータフィードバックを提供する。[ 65 ]
2006年、コーネル大学の研究者らは、昆虫の変態中に人工構造物を移植する新しい外科手術法を発明した[ 66 ] 。 [ 67 ] [ 68 ]同じ研究者らは、胸部に電子機器を組み込んだ蛾という、最初の昆虫サイボーグを実証した[ 69 ] [ 70 ] 。これらの技術の初期段階での成功により、研究が活発化し、ハイブリッド昆虫MEMS（HI-MEMS）と呼ばれるプログラムが創設されました。DARPAのマイクロシステム技術局によると、その目標は「変態の初期段階で昆虫内部にマイクロメカニカルシステムを配置することにより、機械と昆虫の緊密なインターフェースを開発すること」です。[ 71 ]
神経インプラントの使用は最近、ゴキブリで成功裏に試みられました。外科的に電極を昆虫に装着し、人間が遠隔操作しました。結果は、時として異なるものの、基本的にゴキブリは電極を通して受け取るインパルスによって制御できることを示しました。DARPAは現在、軍事およびその他の分野への明らかな有益な応用のため、この研究に資金を提供しています[ 72 ]。
2009年、イタリアで開催された電気電子学会（IEEE）MEMS会議で、研究者らは初の「無線」飛行甲虫サイボーグを実演した。[ 73 ]カリフォルニア大学バークレー校のエンジニアらは、DARPA HI-MEMSプログラムの資金提供を受けて、「遠隔操作甲虫」の設計を先駆的に行った。[ 74 ]その後、同年後半には「リフトアシスト」蛾サイボーグの無線制御の実演が行われた。[ 75 ]
最終的には、研究者たちはトンボ、ミツバチ、ネズミ、ハト用の HI-MEMS を開発する計画である。[ 76 ] [ 77 ] HI-MEMSサイバネティックバグが成功したとみなされるには、コンピューターで誘導され、特定の終点から5 メートル (16フィート)以内の制御された着陸地点まで、開始地点から100 メートル (330フィート)飛行する必要がある。着陸後は、サイバネティック バグはその場所に留まらなければならない。[ 76 ]
2020年、ワシントン大学の研究者らがScience Robotics誌[ 78 ]に発表した論文では、カブトムシに取り付けられた機械的に操縦可能なワイヤレスカメラが報告された[ 79 ] 。248mgの小型カメラが、ゴミムシダマシ科のAsbolus属とEleodes属の生きたカブトムシに取り付けられた。カメラはBluetooth経由でスマートフォンに最大6時間ワイヤレスでビデオをストリーミングし、ユーザーはカメラを遠隔操作して虫の視点を得ることができた[ 80 ] 。
2016年、サイバスロンは初のサイボーグ「オリンピック」となり、スイスのチューリッヒで開催された、世界初の公式サイボーグスポーツの祭典となった。このイベントでは、16の障害者チームが技術開発を利用してサイボーグアスリートに変身した。6つの異なる競技が行われ、競技者は電動義足や義手、ロボット外骨格、自転車、電動車椅子などの高度な技術を使用および制御した。[ 81 ]
これは、障害のある人が競技に参加できるようになったことや、すでに変化をもたらしているいくつかの技術的進歩を示したことから、すでに注目すべき進歩であったが、まだ道のりは長いことも示していた。例えば、外骨格レースでは、参加者は椅子から立ち上がったり座ったり、スラロームを走ったり、飛び石を歩いたり階段を上り下りしたりといった簡単な動作を行う必要があった。これらの動作は単純であるにもかかわらず、イベントに参加した16チームのうち8チームがスタート前に脱落した。[ 82 ]
とはいえ、このイベントやこうしたシンプルな活動の主な目的の一つは、技術革新や高度な義肢が人々の生活にどのような変化をもたらすかを示すことです。2020年に開催予定だった次回のサイバスロンは、新型コロナウイルスのパンデミックのため中止となりました。
サイボーグという概念は、しばしばSFと結びつけられます。しかし、多くのアーティストがサイバネティックな生物というアイデアを作品に取り入れ、再解釈し、多様な美学を用い、時には実際にサイボーグ構造物を実現してきました。彼らの作品は、パフォーマンスから絵画、インスタレーションまで多岐にわたります。こうした作品を制作した先駆的なアーティストには、H・R・ギーガー、ステラーク、オルラン、シュウ・リー・チェン、リー・ブル、ティム・ホーキンソン、スティーブ・マン、パトリシア・ピッチニーニなどがいます。近年では、マルコ・ドンナルンマ、ワファ・ビラル、ニール・ハービソン、ムーン・リバス、マネル・デ・アグアス、キメラ・ロサといったアーティストが、この種の芸術実践をさらに発展させています。
ステラークは、視覚的に身体を探求し、音響的に増幅するパフォーマンスアーティストです。彼は医療機器、義肢、ロボット工学、仮想現実システム、インターネット、バイオテクノロジーを用いて、身体との代替的で親密かつ非自発的なインターフェースを探求しています。彼は自身の身体内部を撮影した3本の映画を制作し、3本目の手と仮想の腕を使ってパフォーマンスを行いました。1976年から1988年の間に、皮膚にフックを刺して身体を吊るすパフォーマンスを25回行いました。「サード・イヤー」では、腕の中にインターネット接続可能な追加の耳を外科的に構築し、他の場所にいる人々がアクセスできる音響器官にしました。[ 83 ]彼は現在、セカンドライフサイトからアバターとしてパフォーマンスを行っています。[ 84 ]
ティム・ホーキンソンは、身体と機械が一体化し、人間の特徴とテクノロジーが組み合わさってサイボーグが生まれるという考え方を提唱している。ホーキンソンの作品「Emoter」は、現代社会がテクノロジーに依存している様子を描いている。[ 85 ]
マルコ・ドンナルンマはパフォーマンスアーティストであり、ニューメディアアーティストです。彼の作品では、身体は儀式、権力、テクノロジーを批判的に語る変形する言語となります。2014年から2019年にかけての「7つの構成」サイクルでは、機械的なものと有機的なものの不気味な構成をそれぞれ体現する6つのAI義肢を設計・制作しました。 [ 86 ]アーティストと科学者のチームと共に設計されたこれらの義肢は、身体のために設計されたものの、身体を強化するのではなく、むしろ身体から機能を奪うための、役に立たない義肢、逆説的な物体です。鋼鉄のナイフを備えた皮膚切断ロボット、機械の腕で装着者の視線を遮る顔面義肢、身体のない追加の肢として機能する2つのロボット脊椎などです。これらの義肢は、外部から制御されることなく人間のパートナーと相互作用する、独自の主体性を持つパフォーマーとして機能できるように作成されました。これらの機械には、哺乳類の生物学的神経系にヒントを得た情報処理アルゴリズムである生体模倣ニューラルネットワークが組み込まれています。ドンナルンマがニューロボティクス研究所（DE）と共同で開発したこれらのニューラルネットワークは、機械に人工的な認知能力と感覚運動能力を与えます。[ 87 ]
ワファ・ビラルはイラク系アメリカ人のパフォーマンスアーティストで、3rd I というプロジェクトの一環として、後頭部に小型の 10 メガピクセル デジタル カメラを外科的に埋め込んだ。[ 88 ] 2010年 12 月 15 日から 1 年間、1 分に 1 回、24 時間体制で画像が撮影され、www.3rdi.me
機械は芸術制作過程そのものにおいてますます普及しており、ペンと紙の代わりにコンピューター化された描画パッドが使われ、ドラムマシンは人間のドラマーとほぼ同等の人気を博している。ブライアン・イーノのような作曲家は、いくつかの基本的な数学的パラメータから楽譜全体を構築できるソフトウェアを開発し、使用している。[ 90 ]
スコット・ドレイブスは、作品が明確に「サイボーグの精神」と表現されるジェネラティブ・アーティストである。彼のエレクトリック・シープ・プロジェクトは、インターネットを介して多数のコンピューターと人々の作業を組み合わせることで抽象芸術を生成する。[ 91 ]
アーティストたちは、想像力という観点からサイボーグという概念を探求してきた。彫刻やドローイングからデジタルレンダリングまで、様々な媒体を用いて、技術と人間の身体の融合という抽象的な概念を芸術作品として具現化しようとするアーティストもいる。サイボーグを題材とした空想を現実のものにしようとするアーティストは、自らをサイボーグ・アーティストと称したり、自身の作品を「サイボーグ」とみなしたりすることもある。アーティストやその作品がサイボーグとみなされるかどうかは、解釈者の用語に対する柔軟性によって異なるだろう。
サイボーグの厳密な技術的記述に依拠する学者、多くの場合ノーバート・ウィーナーのサイバネティクス理論やマンフレッド・E・クラインズとネイサン・S・クラインによるこの用語の最初の使用法に依拠する学者は、ほとんどのサイボーグ・アーティストはサイボーグとみなされる資格がないと主張するだろう。[ 92 ]サイボーグのより柔軟な記述を検討する学者は、サイバネティクス以上のものを包含すると主張するかもしれない。[ 93 ]また、技術が個人に影響を与えるさまざまなレベルのサイボーグを規定するサブカテゴリー、または特殊なサイボーグタイプを定義することについて語る学者もいるかもしれない。これは、外部の、一時的で取り外し可能な技術的機器から、完全に統合され永続的なものまで多岐にわたる可能性がある。[ 94 ]それにもかかわらず、サイボーグ・アーティストはアーティストである。そうであるならば、彼らの作品がサイボーグ主義以外の他の目的を中心に展開することもあることから、厳密な技術的表現ではなく、サイボーグの概念を取り入れることが期待できる。[ 95 ] [ 92 ]
医療技術が進歩するにつれて、身体改造コミュニティではいくつかの技術や革新が採用されています。マンフレッド・クラインズとネイサン・クラインの厳密な定義におけるサイボーグにはまだ至っていませんが、埋め込み型シリコンシルクエレクトロニクス[ 96 ] 、拡張現実[ 97 ]、QRコード[ 98 ]などの技術開発は、テクノロジーと身体の間の断絶を埋めつつあります。デジタルタトゥーインターフェース[ 99 ] [ 100 ]などの仮説的なテクノロジーは、身体改造の美学とインタラクティブ性および機能性を融合させ、トランスヒューマニズム的な生き方を現代の現実にもたらすでしょう。
さらに、不安の表出が現れる可能性も十分に考えられます。個人は、インプラント前に恐怖や緊張を感じることがあります。そのため、特に社会的な場面では、手術後の技術的に強化された身体や、機械の挿入に対する相互の不慣れさから、不安感を抱くこともあります。不安は、他者性やサイボーグ化されたアイデンティティの概念と結びついている可能性があります。[ 101 ]
人間を宇宙に送ることは危険な任務であり、将来、さまざまなサイボーグ技術の実装がリスク軽減に利用される可能性がある。[ 102 ]著名な物理学者であるスティーブン・ホーキングは、「地球上の生命は、突然の地球温暖化や核戦争などの災害によって絶滅するリスクがますます高まっている…人類が宇宙に行かなければ、人類に未来はないと思う」と述べている。宇宙旅行に伴う困難さから、人類が多惑星種になるには何世紀もかかるかもしれない。宇宙飛行は人体に多くの影響を与える。宇宙探査の大きな問題の一つは、酸素に対する生物学的な必要性である。この必要性が取り除かれれば、宇宙探査は革命的になるだろう。マンフレッド・E・クラインズとネイサン・S・クラインが提唱した理論は、この問題に取り組むことを目的としている。 2人の科学者は、「炭素を除去して酸素を再循環させることでCO2を構成要素に還元できる」逆燃料電池の使用により、呼吸が不要になる可能性があると理論づけた[ 103 ]。もう1つの重要な問題は放射線被ばくである。地球上の平均的な人間は年間約0.30レムの放射線に被ばくするが、国際宇宙ステーションに90日間滞在する宇宙飛行士は9レムの放射線に被ばくする[ 104 ] 。この問題に対処するため、クラインズとクラインは、放射線レベルを検出するセンサーと「適切な量の保護薬を自動的に注入する」ローズ浸透ポンプを備えたサイボーグを理論づけた。これらの保護薬をサルに注入する実験では、放射線耐性の向上に肯定的な結果が示されている[ 103 ] 。
宇宙飛行が人体に及ぼす影響は重要な問題ですが、推進技術の進歩も同様に重要です。現在の技術では、火星に到達するのに約260日かかります。[ 105 ] NASAが支援する研究では、深い睡眠、つまり休眠状態を利用してこの問題に取り組む興味深い方法が提案されています。この技術では、「既存の医療処置によって宇宙飛行士の代謝機能を低下させる」ことになります。[ 106 ]これまでのところ、実験では患者が休眠状態になるのは1週間だけです。より長い深い睡眠状態を可能にする進歩は、宇宙飛行士の資源消費の削減により、火星への旅行のコストを削減することにつながります。
アンディ・クラークなどの理論家は、人間とテクノロジーの相互作用によってサイボーグシステムが生まれると提唱している。このモデルでは、サイボーグは生物学的要素と機械的要素が融合したシステムであり、生物学的要素の増強とより複雑な全体の創造をもたらすものと定義されている。クラークは、この拡張された定義が人間の認知を理解するために必要だと主張する。彼は、認知プロセスの一部をオフロードするために使用されるあらゆるツールは、サイボーグシステムの機械的要素とみなすことができると示唆している。この人間とテクノロジーのサイボーグシステムの例としては、基本的な数学演算を行うための電卓の使用やメモを取るためのペンと紙の使用といった非常にローテクで単純なものから、パーソナルコンピュータや電話の使用といったハイテクなものまで様々である。クラークによれば、人間とテクノロジーとのこうした相互作用は、従来のサイボーグ増強の概念に当てはまるテクノロジーが生物学的宿主に統合されるのと同様の方法で、そのテクノロジーを認知プロセスに統合する。人間は何らかの形で認知プロセスを強化するためにテクノロジーを使用しているため、クラークは私たちが「生まれながらのサイボーグ」であるという結論に至る。[ 107 ]ドナ・ハラウェイ教授もまた、比喩的にも文字通りにも、人々は20世紀後半からサイボーグであったと理論づけている。心と体を一体と考えるならば、人類の多くはほぼあらゆる面でテクノロジーの助けを受けており、それが人間とテクノロジーのハイブリッド化につながっている。[ 108 ]
現在および将来の埋め込み型感覚/遠隔測定デバイスの技術的範囲を考えると、このようなデバイスは大幅に普及し、商業、医療、および政府のネットワークに接続されるでしょう。たとえば、医療分野では、患者は自宅のコンピュータにログインして、仮想の診療所や医療データベースにアクセスし、埋め込み型遠隔測定デバイスを通じて収集されたデータから自宅にいながらにして医療の予後を受け取ることができます。[ 109 ]しかし、このオンラインネットワークは、ハッカーがこれらのネットワークに侵入して人々の電子義肢を停止させることができることが米国のいくつかの大学によって証明されているため、大きなセキュリティ上の懸念があります。[ 109 ]サイボーグデータマイニングは、埋め込み型デバイスによって生成されたデータの収集を指します。
こうした技術は、すでに米国の労働力の中に存在しており、ウィスコンシン州リバーフォールズにあるスリースクエアマーケットという会社は、スウェーデンのバイオハックステクノロジーと提携し、従業員の手にRFIDマイクロチップ（米粒ほどの大きさ）を埋め込み、従業員がオフィス、コンピューター、さらには自動販売機にアクセスできるようにした。同社の従業員85人のうち50人以上がチップを埋め込まれた。米国食品医薬品局がこれらの埋め込みを承認したことが確認されている。[ 110 ]これらのデバイスが社会に普及するならば、どの規制機関がこれらのデバイスの運用、監視、セキュリティを監督するのかという疑問が生じる。スリースクエアマーケットのケーススタディによると、FDAがこれらのデバイスの規制と監視において役割を担っているようだ。埋め込み型技術の発展に法律が追いつくように、新しい規制枠組みを開発する必要があると主張されている。[ 111 ]
2010年、サイボーグ財団は、人間がサイボーグになることを支援することに特化した世界初の国際組織となった。[ 112 ]この財団は、サイボーグになることに興味を持つ世界中の人々から寄せられる手紙やメールの増加に対応するため、サイボーグのニール・ハービソンとムーン・リバスによって設立された。 [ 113 ]財団の主な目的は、身体にサイバネティック拡張を作成して適用することにより人間の感覚と能力を拡張すること、[ 114 ]文化イベントでのサイバネティクスの使用を促進すること、そしてサイボーグの権利を擁護することである。[ 115 ] 2010年、マタロ（バルセロナ）に拠点を置くこの財団は、テクノキャンパス・マタロが主催するCre@tic Awardsで総合優勝を果たした。[ 116 ]
2012年、スペインの映画監督ラファエル・デュラン・トレントは、サイボーグ財団についての短編映画を制作した。2013年、この映画はサンダンス映画祭のフォーカス・フォワード・フィルムメーカーズ・コンペティションでグランプリを受賞し、10万米ドルの賞金を獲得した。[ 117 ]
米国に拠点を置くBackyard Brains社は、同社が「世界初の市販サイボーグ」と呼ぶRoboRoachを発売した。このプロジェクトは、2010年にミシガン大学の生物医学工学の学生による卒業研究プロジェクトとして始まり[ 121 ] 、 2011年2月25日にベータ版製品として発売された[ 122 ]。RoboRoachは、TED GlobalカンファレンスでのTEDトーク[ 123 ]と、 2013年のクラウドファンディングサイトKickstarter [ 124 ]を通じて正式に製品化された。このキットを使用すると、学生はBluetooth対応のスマートフォンをコントローラーとして使用し、マイクロ刺激によって歩行するゴキブリの動き（左右）を一時的に制御できる。
ノースカロライナ州立大学[ 125 ] [ 126 ] 、カリフォルニア大学バークレー校[ 127 ] [ 128 ]、シンガポールの南洋理工大学[ 129 ] [ 130 ] [ 131 ] [ 132 ] [ 133 ]の研究者を含む他のグループもサイボーグ昆虫を開発しているが、RoboRoach は一般向けに入手可能な最初のキットであり、神経科学への関心を促進するための教育補助装置として機能するデバイスとして国立精神衛生研究所から資金提供を受けた。[ 123 ] RSPCA [ 134 ]やPETA [ 135 ]を含むいくつかの動物福祉団体は、このプロジェクトにおける動物の倫理と福祉について懸念を表明している。2022 年に、充電のために日光に移動する（または移動させる）と機能する遠隔操作のサイボーグゴキブリが発表された。例えば、危険区域の検査や、災害現場のアクセス困難な瓦礫の下にいる人間を迅速に見つける目的で使用できる。[ 136 ] [ 137 ] [ 120 ] [ 138 ]
2010年代後半、科学者たちはマイクロエレクトロニクス義肢を用いてサイボーグクラゲを作り出した。この義肢は、改造されていないクラゲの2倍の代謝エネルギーしか消費せずに、ほぼ3倍の速さで泳ぐことができる。義肢はクラゲに害を与えることなく取り外すことができる。[ 139 ] [ 140 ]
2018年、MITの研究チームは、Elowanと名付けたシンプルな植物ロボットサイボーグを開発した。[ 141 ]これは、植物内部の自然な生体電気化学信号に反応して光源に向かって移動することができた。[ 142 ]植物を光に当て続けるようにプログラムされた市販のロボットは、2018年にロボット会社Vincrossによって販売されたが、[ 143 ] Elowanプロジェクトでは、茎や葉に挿入された銀電極を使用して、植物とロボットの間に直接的なインターフェースが作られた。[ 144 ]
合成生物学、ナノテクノロジー、材料科学のアプローチを組み合わせることで、いくつかの異なるバージョンの細菌サイボーグ細胞が作られてきました。[ 145 ] [ 146 ] [ 147 ]これらの異なるタイプの機械的に強化された細菌は、天然の細胞と非生物材料を組み合わせたいわゆるバイオニック製造原理で作られています。2005年、ネブラスカ大学リンカーン校化学工学科の研究者は、細菌バチルス・セレウスを金ナノ粒子でコーティングすることで超高感度湿度センサーを作成し、微生物を使用して電子機器を作った最初の人物であり、おそらく最初のサイボーグ細菌またはセルボーグ回路です。[ 148 ]カリフォルニア大学バークレー校化学科の研究者は、 2016年に植物よりも効率的に太陽光を収穫できるサイボーグ細菌の開発について記述した一連の記事を発表しました。[ 149 ]最初の研究では、研究者らは非光合成細菌であるMoorella thermoaceticaの自己光増感を硫化カドミウムナノ粒子で誘導し、二酸化炭素から酢酸の光合成を可能にした。[ 150 ]続編の記事では、二酸化炭素と太陽光を酢酸に変換することを可能にする半導体から細菌への電子伝達のメカニズムの解明について述べた。[ 151 ]カリフォルニア大学デービス校の生物医学工学科と台湾の中央研究院の科学者らは、大腸菌細胞の細菌細胞質内に合成ハイドロゲルを組み立てることで、細胞分裂を不可能にし、環境要因、抗生物質、高酸化ストレスに対する耐性を持たせるサイボーグ細胞を作成する別のアプローチを開発した。[ 152 ]合成ハイドロゲルの細胞内注入により、これらのサイボーグ細胞は人工的な細胞骨格を獲得し、獲得した耐性により、従来の合成材料と細胞ベースのシステムの中間に位置する新しいクラスの薬剤送達システムとなるのに適した状態にある。
組み込みマイクロシステムによる昆虫の精密な制御により、マイクロフォンやガスセンサーなどの1つ以上のセンサーを搭載し、ターゲットの目的地から収集した情報を中継できる昆虫サイボーグが実現するだろう。
参照項目