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昆虫の翅にみられる折りたたみ・展開機構を応用した革新的展開構造の創成

研究課題

研究課題/領域番号 26870125
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能機械学・機械システム
航空宇宙工学
研究機関東京大学

研究代表者

斉藤 一哉  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (40628723)

研究協力者 野村 周平  国立科学博物館, 研究主幹
丸山 宗利  九州大学, 総合研究博物館, 助教
山本 周平  九州大学, 総合研究博物館, 協力研究員
舘 知宏  東京大学, 大学院総合文化研究科
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード生物模倣工学 / 昆虫 / 折紙 / 宇宙展開構造 / スマート構造 / 適応構造 / 展開構造 / スマート適応構造 / 甲虫類 / ハネカクシ / テントウムシ / 甲虫
研究成果の概要

甲虫目を初めとする折りたたみ型の後翅を有する昆虫の翅の展開・収納行動をハイスピードカメラ,3次元計測技術を用いて詳細に観察する手法を構築し,ハネカクシ,テントウムシの収納・展開メカニズムの解明に成功した.折紙の幾何学を用いて翅のデザインを弾性力学的観点から説明する新しい折りたたみモデルを提案すると共に,人工の展開翼に応用するための折線パターンの一般化を行った.昆虫の翅は,人工物とは比較にならないほどの高い収納率,展開再現性,信頼性,軽量性を併せ持っている.本研究成果はこれらの優れた特性を工学応用する道を開くものである.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Investigation of hindwing folding in ladybird beetles by artificial elytron transplantation and micro computed tomography2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Shuhei Nomura, Shuhei Yamamoto, Ryuma Niyama, Yoji Okabe
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 究極の展開構造:昆虫の翅の折り畳みに挑む2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 2016年10月号 ページ: 556-556

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 折紙工学の産業応用事例2016

    • 著者名/発表者名
      五島庸,斉藤一哉
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 2016年10月号 ページ: 576-577

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designing of Self-Deploying Origami Structures Using Geometrically Misaligned Crease Patterns2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Tsukahara Akira, Yoji Okabe
    • 雑誌名

      Proceedings A

      巻: 472 号: 2185 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1098/rspa.2015.0235

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 折紙と展開構造2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 25 ページ: 9-14

    • NAID

      130007043176

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ハネカクシの翅の隠し方2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 雑誌名

      ハネカクシ談話会ニュース

      巻: 45 ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Asymmetric hindwing foldings in rove beetles2014

    • 著者名/発表者名
      Saito, K., Yamamoto, S., Maruyama, M. & Okabe, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 111 (46) 号: 46 ページ: 16349-16352

    • DOI

      10.1073/pnas.1409468111

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New deployable structures based on an elastic origami model2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Akira Tsukahara, Yoji Okabe.
    • 雑誌名

      ASME Journal of Mechanical Design

      巻: 137(2) 号: 2 ページ: 021402-021402

    • DOI

      10.1115/1.4029228

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 甲虫後翅の折り畳みを応用した展開構造の開発2017

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 学会等名
      エアロ・アクアバイオメカニズム学会,第36回定例講演会
    • 発表場所
      千葉大学,千葉
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ハニカム構造の新しい製造法とその機械的特性2016

    • 著者名/発表者名
      王麗君,斉藤一哉,五島庸,岡部洋二
    • 学会等名
      第24回機械材料・材料加工技術講演会(M&P2016)
    • 発表場所
      早稲田大学,東京
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Crease Patterns and Mechanisms in Insect Wing Folding2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito
    • 学会等名
      International Conference on Mathematical Modeling and Applications 2016
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス,東京
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and Manufacture of Honeycomb Construction Based on Origami Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Wu Lijun, Kazuya Saito, You Gotou, Yoji Okabe
    • 学会等名
      International Conference on Mathematical Modeling and Applications 2016
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス,東京
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of single/double curved honeycomb cores based on origami techniques2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Akinobu Fujimoto, Lijun Wang, Yoji Okabe
    • 学会等名
      annual symposium of the International Association for Shell and Spatial Structures (IASS 2016)
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス,東京
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Fabrication of Aluminum Honeycomb Cores Based on Origami Technology2016

    • 著者名/発表者名
      王麗君,斉藤一哉,五島庸,岡部洋二
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2016年度 年会
    • 発表場所
      北九州国際会議場,小倉
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 甲虫に見られる折りたたみ型後翅の展開図と変形機構に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉,岡部洋二
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス,福岡
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Design of a 3D Wing Honeycomb Core Based on Origami Techniques2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Akinobu Fujimoto, Yoji Okabe
    • 学会等名
      ASME IDETC/CIE2016, 40th Mechanisms and Robotics Conference
    • 発表場所
      Charlotte, USA
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元翼型ハニカムコアの新しい製造法2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉,藤本明伸,岡部洋二
    • 学会等名
      第58回構造強度に関する講演会
    • 発表場所
      北海道大学,札幌
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 極座標変換を応用した3次元翼型ハニカムコアの展開図設計2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉,藤本明伸,岡部洋二
    • 学会等名
      日本応用数理学会2016年研究部会連合発表会
    • 発表場所
      兵庫,神戸学院大学
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ハイスピードカメ ラによる甲虫後翅 の展開収納機構の研究と工学応用への展望2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 学会等名
      昆虫学会第76回大会小集会 昆虫分類学若手懇談会シンポ ジウム
    • 発表場所
      大阪,大阪府立大学
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Beetle inspired deployable structures2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Yoji Okabe
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Adaptive Structures and Technologies
    • 発表場所
      兵庫,神戸ファッションマート
    • 年月日
      2015-10-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 甲虫の翅に見られる弾性展開とその折り畳みメ カニズム2015

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉,岡部洋二
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会 予稿集 Vol,No. 他
    • 発表場所
      北海道,北海道大学
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 昆虫の翅に見られる折りたたみとその展開方法2015

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉,岡部洋二
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2015
    • 発表場所
      青森,弘前大学
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Elastic Wing Deployments in Beetles and Their Folding Mechanisms2015

    • 著者名/発表者名
      Elastic Wing Deployments in Beetles and Their Folding Mechanisms
    • 学会等名
      SME IDETC/CIE2015, 39th Mechanisms and Robotics Conference
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイスピードカメラを用いた昆虫の翅の展開・収納挙動の解析と展開構造物への応用2014

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 学会等名
      日本機械学会2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不整を与えた剛体折紙モデルに基づく自己展開構造の設計2014

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉,塚原彬,岡部洋二
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Designing of Self-Deploying Origami Models Using Geometrically Misaligned Crease Patterns2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Yoji Okabe, Akira Tsukahara
    • 学会等名
      ASME 2013 International Design Engineering Technical Conferences
    • 発表場所
      Buffaro
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-Deploying Origami Models Using Misaligned Crease Patterns2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito, Yoji Okabe, Akira Tsukahara
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Origami in Science, Mathematics and Education
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 不整入り剛体折紙モデルを利用した自己展開構造2014

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉,塚原彬,岡部洋二
    • 学会等名
      第56回構造強度に関する講演会講演集
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 1.ハイスピードカメラによる昆虫の翅の展開・収納動作の解析,in インスツルメンテーションの視点からみたバイオミメティクス2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      CMCリサーチ
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 東大プレスリリース(14/11/4) 昆虫界の“最難”折りたたみ:ハネカクシの羽の隠し方の謎を解明

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/publication/topics/2014/20141104press1.pdf

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] UTokyo Research, 昆虫界の“最難”折りたたみ:ハネカクシの羽の隠し方の謎を解明

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/most-sophisticated-hindwing-folding-in-insects/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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