二関節筋とは、２つの関節をまたいで付着している筋のことで、２つの関節の運動に関わってきます。 例えば、腕の筋肉を考えるとわかりやすいでしょう。【図１】
　上腕二頭筋の場合、いわゆる「力こぶ」と呼ばれる部分で、肩関節と肘関節をまたいでいます。 私たちが腕を曲げる（物を自分の方に引き寄せる）ときに使う筋肉です。

　また、腕の外側には上腕三頭筋と呼ばれる二関節筋があります。 私たちが腕を伸ばす（物を押す）ときに使う筋肉です。 女性が気にする「二の腕ダイエット」がこれにあたります。

　従来はロボット工学だけでなく、生体力学そのものにも、二関節筋は取り入れられていませんでした。 しかし単純に関節トルクを計測し解析するばかりでは、動物の身体運動を正しく解明できません。

　わたしは二関節筋の働きを取り入れた理論モデルを作り上げ、実際に拮抗二関節筋を含む3対6筋の人工筋を使ったロボットアームを制作しました。 このアームは、理論どおりに360°の全方位にわたって完璧に出力方向を制御できることが検証され、しかも従来の関節単位の制御に必要だった計算量よりもはるかに少ない計算量で十分な制御が行えることが実証されたのです。【図２】

　昆虫は小さな頭脳しかないのに、たくさんの肢の中の1本でグルーミングをしたり、ナーシングを行うことができますね。 単純な神経回路でも複雑な動作が行えるのは、二関節リンク機構が単一の入力信号で全方位・任意の方向に出力制御ができるためで、これは簡単な電気回路で代替可能です。

　二関節筋を計算に入れた制御によれば、高速演算処理が前提になっていた従来のロボットよりも、はるかに簡単な処理で複雑な動作が可能になります。 しかも、動作の出力特性分布は従来よりも幅広い。 これが二関節筋協調制御の利点であり、これまでよりすばやく、柔軟な動作が容易に行えるようになります。

　従って、ここまでお話ししたとおり、柔軟な制御機能を備えたロボットの開発が可能になります。 手術支援や災害救助、艦艇調査、福祉介護などの目的を果たすロボットが、より低コストに開発できるでしょう。

　ロボット工学以外の応用としては、身体動作のメカニズムの解明により、リハビリテーションやスポーツトレーニングをより合理的に行うことも可能になります。 また、わたしは「ヒューマン・フレンドリー・デザイン」と呼んでいるのですが、障害者、高齢者など筋力の低下した人でも簡単に扱える自動車のハンドルや、水道レバー、錠前、杖などの設計を行うのにも応用できます。