長く、滑りやすいヘビを、生きている組織でできた、うねうねとした柔らかいトンネルの中に滑り込ませようとしている場面を想像してみてください。それが、医師が大腸内視鏡検査を行う際に実際に行っていることです。しかし、その「ヘビ」は硬くて硬直したチューブであり、しばしば壁にぶつかったり擦れたりするため、痛みやリスクを引き起こします。科学者たちは、まるで魔法のように、自ら成長しながら中身を外側に返す「魔法の靴下」のように振る舞い、壁に決して擦れることなく滑走するロボットを作ろうとしています。これが「エバージョン・ロボット（反転ロボット）」の夢です。

しかし、ロンドン大学クイーン・メリー校のCem Suulker氏らのチームによる論文は、素晴らしいプロトタイプはいくつかあるものの、私たちはまだその核心を解明できていないことを示唆しています。彼らは4つの異なるロボット設計を調査し、それらは移動することには長けているものの、すべてにおいて大きな問題に直面していることを見出しました。それは、いわゆる「ソフトな魔法」を台無しにすることなく、道具（カメラや小さなスネアなど）を運ぶことです。

「魔法の靴下」対「硬い帽子」
このロボットを、長い膨らませるタイプのスリーブ（袖）だと考えてください。移動するために、先端を膨らませ、自分自身を裏返し（手の上に靴下を被せるように）、前方に押し出します。これは裏返ることで、滑るのではなく、「成長」していくのです。これは、通常のスコープのような痛みを伴う摩擦を避けることができるため、素晴らしいことです。

研究者たちは、この「魔法の靴下」の4つの異なるバージョンを検討しました：

1. 筋肉駆動型： このロボットは、膨らませると収縮する特殊な人工筋肉を使用し、曲がるのを助けます。ステアリング（操舵）には優れていますが、大腸の0.9メートル先まで進ませるためには、少なくとも2.1メートルの長さを持つベースステーションが必要です！これは、体に入る機械を保持するためだけに、部屋一つ分ものスペースが必要になるようなものです。
2. 磁石駆動型： このバージョンは、体の外側にある巨大な磁石を使用して、ロボット内部の磁石を引っ張ります。シンプルですが、磁石がすべてのスペースを占有してしまうため、ロボлоットは道具やカメラを運ぶことができません。
3. 硬い帽子の付いた型： このロボットは、カメラを保持するために先端に硬いプラスチック製のキャップを備えています。問題は、この硬いキャップが、せっかくの目的を台無しにしてしまうことです。論文によれば、この硬いキャップはロボットを硬くし、摩擦を増加させます。これこそが、私たちが避けようとしていることなのです。それは、体操選手に鋼鉄のヘルメットを被せるようなものです。動き続けることはできますが、優雅さや安全性は損なわれます。
4. インチワーム（毛虫）型： このロボットは、柔らかいスリーブの中に硬い「インチワーム」機構を使用して前方に這い進みます。硬い帽子は必要としませんが、インチワミ自体が硬いため、ロボットが通り抜けられる穴のサイズが制限されます。また、道具を運ぶこともできません。

大きなトレードオフ：「トリレンマ」
論文は、厄介な三すくみの関係、すなわち「トリレンマ」を指摘しています。現在、以下の3つのすべてを同時に手に入れることはできません：

1. 道具を運ぶこと（ペイロード）。
2. 小さく扱いやすいベースステーション。
3. ロボット全体を柔らかく、摩擦のない状態に保つこと。

もし硬いキャップを使って道具を運ぼうとすれば、柔らかさが失われます。もし柔らかさを維持しようとすれば、道具を運ぶ能力を失うか、あるいは巨大なベースステーションが必要になります。著者らは、最善の解決策は、道具をロボットの外側に取り付けるのではなく、ロボットの空洞になったチューブの「内部」を通して、先端まで送ることである可能性を示唆しています。これにより、外側は滑らかで摩擦のない状態を保てますが、それでもベースステーションを巨大化させずにこれを実現する方法を見つけ出す必要があります。

既知の事実 vs 推測
研究者たちは、自分たちが知っていることと、まだ解明中のことを非常に明確に区別しています。彼らは既存のデータセットを引用し、ヒトの大腸の長さが1.0メートルから2.1メートルの間であること、そして最も狭い箇所（Ｓ状結腸）には最小直径26mmが必要であることを定義しています。また、ロボットが急なカーブを曲がるために最大70度まで曲がる必要があることも述べています。

彼らはこれらのロボットを、これら現実世界の数値と比較しました。例えば、あるロボットの長さは1.6メートル（良好！）でしたが、別のものはわずか0.25メートル（短すぎる！）でした。あるものは201.8度まで曲がれましたが（必要以上に曲がれる！）、別のものは全く曲がることができませんでした。

しかし、論文は、いくつかの事項がいまだに単なる「提案」や「未解決の問題」であることを認めています。例えば、彼らはTPU（一種のプラスチック）や布のような薄い素材を使用することを提案していますが、これらは柔らかく、膨らませるための圧力が低くて済むためです。しかし、組織を傷つける前に「安全」と言える圧力が具体的にどの程度なのかについて、確固たる測定による証明はまだ得られていないと明言しています。また、豚の大腸を用いたテストは完璧ではないことも述べています。なぜなら、豚の腸は通常、人間よりもナビゲートしやすいからです。

結論
主な教訓は、明日すぐに病院で使用できる完璧なロボットが完成しているということではありません。むしろ、この論文は、将来の鍵となるのは2つの特定のアイデアを組み合わせることであると示唆しています。それは、ロボットを（柔軟性を保つために）柔らかい部品を用いて先端部から操舵すること、そして（外側を滑らかに保つために）ロボット自身の空洞の中心を通って道具を送ることです。

背後にある巨大な機械や、先端に硬いヘルメットを必要とせずに、これら両方の方法を実現できるロボットを構築できるまで、「魔法の靴下」は完成した製品ではなく、有望なアイデアのままにとどまります。著者らは希望を持っていますが、このパズルを解くことはまだ進行中の作業であると慎重に述べています。