2020 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated study of robustness in insect flights: dynamics, aerodynamic and control
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19H02060
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
劉 浩 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (40303698)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 敏是 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (80793190)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 昆虫飛行 / 空力ロバストネス / 飛行制御ロバストネス / 力学シミュレーション / 擬似乱流風洞実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) 擬似外乱環境を有する超低 速風洞での昆虫飛行の翼・胴体の運動と変形の同時計測および運動解析
(a) 擬似自然外乱環境アリーナにて複数の昆虫自由飛行時の翼・胴体の運動や姿勢変化及び変形をを計測した。(b) 深層学習手法により昆虫の翼と胴体の運動解析を行うとともに幾何学、運動学及び空気力学モデルを構築した。
2)昆虫飛行の柔軟翼・胴体の運 動・力学・制御の多力学連成統合シミュレータによる大規模シミュレーション解析
(a)複数昆虫の自由飛行時における空気力学、飛行安定性及び飛行制御を解析する弱連成統合力学モデルを構築・検証し、その有効性を確認した。(b)翼胴体、特に胸部の柔軟構造の効果を定量化するために、昆虫の胸部を含む柔軟胴体・筋骨格系の統合動力学モデルを開発した。さらに弱連成手法により複数昆虫のトリム（trim）の取れた自由飛行に関する低高速前進飛行に関する姿勢安定化制御モデルに組み込んで、外乱時昆虫規範飛行システムの多力学連成統合シミュレータを構築し、その妥当性を確認した。(c)昆虫羽ばたき飛行の空気力学性能やエネルギー効率の飛行の翼胴体質量比の効果、スズメ蛾前進飛行の空気力学性能やエネルギー効率、昆虫羽ばたき飛行の柔軟筋骨格系によるロバストネス、昆虫羽ばたき飛行の安定性制御のロバストネスなどを評価した。
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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
初年度計画された全ての項目において、概ね予定通り、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題１：自由飛行時の昆虫柔軟翼胴体の運動・力学・制御の多力学連成統合シミュレータの構築と各個別連成解析モデル及び統合力学シミュレータの妥当性の検証を行う。
課題２：昆虫翼胴体の柔軟構造と飛行ロバストネスの相関を解明するとともに昆虫規範型羽ばたき飛行ロボットを用いたその有効性を確認する
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