2018 Fiscal Year Research-status Report
自己組織化により運動形態を自律的に選択可能な多重動吸振器の開発
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17K14615
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
本宮 潤一 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (80781690)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 制振 / 動吸振器 / 自己組織化 / ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，歩行動物の歩容変化アルゴリズムに着目し，受動機構に依存した多重動吸振器の運動モード切替えを，専用にデザインされた神経系によって行うことで，自ら運動形態を選択可能な多重動吸振器の開発を目指すものである．初年度は，二つの運動モードを持つバネ連結二重振り子式の動吸振器の製作し，その動特性の調査を行った．次年度は，動吸振器の持つ二つの運動モードの切り替えを司る神経系をデザインするという課題に取り込むとともに，制振対象である二層構造物の製作と動特性調査を実施した．
動吸振器の制御に適した神経ネットワークを設計するために，ネットワーク構造や結合係数などの構成要素が神経系の出力に及ぼす影響を調査する必要があった．そのため，ネットワーク構造として，まず，階層型ネットワークを選択し，振動子集団の平均場と集団を構成する振動子の個体差のばらつき度合いとの関係を調査した．具体的に，振動子集団のばらつきを確率分布関数で表現し，逆関数法を用いて疑似乱数を発生させることで振動子に個体差を持たせた．結果として，振動子集団の平均場は，その集団を構成する振動子のばらつき度合いによって変化し，一様分布で個体差を与えた場合に平均場の応答が最も小さくなることが明らかになった．この成果は，国内会議で発表している．
また，二階建て構造物を模擬した検証実験用構造物縮小モデルの実験モード解析を行い，振動特性(固有振動数，バネ定数，減衰係数)を同定した．
これらの研究結果を用いて，最終年度では，新しい動吸振器の設計製作および制振実験を行う予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画の次年度に挙げた神経ネットワークの設計に関する基礎知識および技術が蓄積されており，予定通り，最終年度の研究計画へと移行できるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，本格的に自己組織化をデザインするという課題に取り組み，神経細胞が作り出す動的秩序に対して，ネットワーク理論を適宜引用し，その設計手法を明らかにしていく．具体には，ネットワーク理論を用いて次数分布の異なる数種類のネットワーク構造を与えておき，遷移状態を表す関数とネットワーク構造の次数分布との間の相関を明らかにすることで，設計プロセスを確立していく．
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| Causes of Carryover |
交付決定額が満額では無かったため，予算都合上，初年度に計上していた振動台(\1,000,000)の購入を取り止めた．その結果，累積で次年度にも使用額に差が生じた．最終年度では，計画通り，解析PCの購入費，出張旅費および出版費として使用する予定である．
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