羽ばたき遊泳動物の敏捷性と効率性を両立する運動制御メカニズムの解明

• Project/Area Number: 24K00845
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 田中 博人 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80624725)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加古川 篤 立命館大学, 理工学部, 准教授 (50755486) ; 菊地 デイル万次郎 東京農業大学, 農学部, 助教 (30793343) ; 青木 尊之 東京工業大学, 学術国際情報センター, 教授 (00184036) ; 中島 求 東京工業大学, 工学院, 教授 (20272669)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2025: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2024: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: バイオメカニクス / バイオミメティクス / 水中ロボット / 羽ばたき翼 / ペンギン

Outline of Research at the Start

ペンギン等の羽ばたき遊泳動物は、自在に動く翼や足等を駆使して敏捷な機動と高速巡航の両方を実現できるが、その運動制御メカニズムは生物学的にも工学的にも未知である。そこで本研究は、ペンギン等の詳細な運動解析、準定常流体力計算に基づく動力学シミュレーション、模倣ロボットによる遊泳実証を通して、多様な急機動と高速巡航を実現する最適な翼・足運動を導出し、いかに動物が敏捷性と効率性という相反する性能を両立させるのかを解明する。さらに羽ばたき翼の力計測と流れ場可視化実験および流体数値シミュレーションを行い、流体力学メカニズムを明らかにする。