2021 Fiscal Year Annual Research Report
植物との力学的アナロジーに学ぶ巨大建築構造システム設計
| Project Area | Elucidation of the strategies of mechanical optimization in plants toward the establishment of the bases for sustainable structure system |
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| Project/Area Number |
18H05486
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川口 健一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40234041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 天昊 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (90845728)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 植物構造オプト / 建築構造 / 生長 / 屈性 / 癒合 / 飲み込み / 細胞 / 樹木 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度までに、コロナ禍の制約はあったが、以下の研究を行った。1.基礎構造への根系の応用では、1.1軸力密度法による根系の形態解析：トラス構造の軸力密度を根に沿った摩擦力とした形態解析の実施。1.2地下の根系のネットワークの観察と栄養屈性による制御の探索：根系の成長を栄養屈性により制御。2.建築構造のユニット、モジュールへの応用では、2.1葉の表皮細胞のジグソーパターンの木造継手への応用(熊本大檜垣班)：ジグソーパターンと鎌継ぎ蟻継ぎを厚紙試験体とし引張試験実施。2.2癒合,呑み込み現象を利用したハイブリッド建築への応用の探索と挑戦：圃場で異種の工業材料に対しユーカリの呑み込み現象を観察。癒合による構造の構築。3.成長する建築構造の探求では、3.1豆苗の重力屈性挙動の力学的観察(上田班・渡辺班)：豆苗の重力屈性力を計測。2.3.2 ユーカリの成長力に関する観察(上田班・渡辺班・藤原班)：ユーカリの伸長力を測定観察。3.3細胞壁と膨圧による材料定数の解明と数値シミュレーション(細川・津川班)：AFM 計測と数値計算より具体的な膨圧と細胞壁の剛性を調査。3.4成長建築の数値シミュレーション(KKE)：単純なルールのみで植物の断面の形成を模擬。3.5成長する構造の提案：空気膜構造と張力材の成長構造モデルを考案し基礎的な実験。3.6接ぎ木・癒合技術の建築構造への応用(野田口班)：圃場で癒合や自己修復実験実施。3.7癒合・呑み込み現象の数値シミュレーション：L システムやエネルギー法則等を応用した数値シミュレーションの提案。2.4. 若手育成では、若手の会におけるメンタリングを実施。
日本建築学会大会において構造系部門初となるオーガナイズドセッション「植物構造オプト」を開催、26編の選抜梗概が集まった。建築構造研究者と植物生理学者との有意義な研究情報交流を実践することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍により、研究所訪問や圃場などでの植物生理学者との交流の機会が大きく奪われてしまった。オンラインによる交流は数名のミーティングには向いており、研究分担のはっきりした研究交流は比較的予定通りに進んだが、実地の実験や植物の生育状況の観察などを通して行う発見的な側面の多い研究交流においては、当初の計画ほどの交流が得られなかったことが響いていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Withコロナの環境における往来がある程度可能となってきたため、これまでの遅れを挽回したいと考えている。
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