2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K19978
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
清水 正宏 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50447140)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | クロマルハナバチ / マルチコプタ / 飛翔筋活動電位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，クロマルハナバチから飛翔筋活動電位情報を取得し，昆虫実装型マルチコプタを構築することを目的とする．クロマルハナバチがマルチコプタを新たな身体として拡張（拡張ボディイメージ）して認識し，適応能力を発現する自立型飛行ロボットを実現する．クロマルハナバチが本来有する固有のパーソナルスペースに基づく障害物回避能力を，クロマルハナバチの生体と比較して大きいマルチコプタ上に搭乗した状態で発揮できるかどうかを検証する．身体のイメージを拡張できるかどうかを生体-機械融合システムを採用することで明らかにする．対象昆虫をクロマルハナバチとする． 本研究によって，生体機械融合システムの実現に関わる工学的成果のみならず，昆虫の生態学的な，また生体力学的な理解を深めることができることも期待される．平成29年度には，飛翔筋活動電位の活用がクロマルハナバチの左右旋回飛翔の弁別に有用であることが明らかとなった．
平成30年度においては，マルチコプターカメラの主観動画を利用したクロマルハナバチ遠隔操作システムの開発行った．左右旋回運動の弁別を行なうためには，クロマルハナバチに実際に運動をさせなければならない．この要請に対して，クロマルハナバチは左右のオプティカルフロー（左右方向に動く景色を利用した視覚入力）に応答し，左右の旋回飛翔を行なう．そこで，複雑で自然なオプティカルフローに対して旋回飛翔を行なうかを検証した．具体的には，マルチコプタを単独で飛行させて，同時に前方カメラによる主観動画を取得した．この主観動画に対してもテザリング環境下のクロマルハナバチが応答するかを計測した．クロマルハナバチをマルチコプタに実装する前段階として，テザリング環境下からマルチコプタを遠隔操作することが可能となった．
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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
平成30年度には，前年度に進めていたクロマルハナバチの左右飛翔時の弁別に基づくマルチコプタの遠隔操作の準備に基づき，実験を行った．クロマルハナバチの旋回飛翔時の旋回トルク情報を用いて，マルチコプタの遠隔操作が可能となった．以上から，申請時に想定した進捗状況がおおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度には，前年度の結果をより高精度にするための工夫を行うことを検討している．これまでは，左右旋回飛翔の弁別のために使う情報として，飛翔筋の活動電位のみを利用していた．これに対して，飛翔筋活動電位の時系列における波形自体の比較も行うことで，弁別精度の向上を試みる．検討中の波形を用いるスパイクソーティング手法は，多数の飛翔筋活動電位の時系列データが必要になる．このことから，リアルタイム性の低減が危惧される．そこで，最終的に飛翔筋活動電位の情報をもちいてマルチコプタのリアルタイム制御を行うために，弁別をリアルタイムに行う方法の検討も同時に行う．
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| Causes of Carryover |
理由を述べる．平成３０年度には，マルチコプターカメラの主観動画を利用したクロマルハナバチによる遠隔操作システムの開発を行なうことを計画した．複雑で自然なオプティカルフローに対して，旋回飛翔を行なうかを検証した．この実験に必要な，消耗品を購入した．平成31年度に，追試を行い，飛翔筋活動電位の波形を用いる高精度なスパイクソーティングを行うために，次年度使用額が生じた．
使用計画を述べる．平成31年度には，前年度の結果をより高精度にするための工夫を行うことを検討している．また，最終的に飛翔筋活動電位の情報をもちいてマルチコプタのリアルタイム制御を行うために，弁別をリアルタイムに行う方法の検討も同時に行う．このため，今回生じた次年度使用額と，翌年度分として請求した助成金と合わせた額を使用する計画を立てている．
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