細管内の高粘性流体を効率的に遊泳するための鞭毛変形モデルの構築と遊泳機構の開発

• Project/Area Number: 25K17564
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 伊藤 文臣 中央大学, 理工学部, 助教 (80999821)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2027: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: バクテリア / ロボット / 鞭毛 / 狭所

Outline of Research at the Start

本研究は、バクテリアが狭所環境において鞭毛を体に巻き付けるように変形させて遊泳する現象に着目し、その流体力学的な役割をロボットによる実験と数理モデルにより明らかにすることを目的とする。特に、壁面との距離や管内径、流体の粘性といった環境条件に対して、鞭毛の変形が推進効率に与える影響を定量的に解析する。また、得られた知見をもとに、周囲の環境に応じて鞭毛の形状を動的に変形させるロボット機構を構築し、従来の技術では困難であった高粘性流体中や細径管内における効率的な遊泳と検査を実現する。これにより、医療やインフラ点検など、狭小空間における新たなロボティクス応用の可能性を拓く。