2015 Fiscal Year Annual Research Report
創成流場と非線形相互作用する昆虫飛翔の適応力のロボテック・バイオロジーによる解明
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25289062
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
泉田 啓 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60206662)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯間 信 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90312412)
平井 規央 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (70305655)
横山 直人 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80512730)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 飛翔 / 非線形相互作用 / 適応能力 / ﾛﾎﾞﾃｯｸ･ﾊﾞｲｵﾛｼﾞｰ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
羽ばたきにより創成される流場環境を用いて適応的運動を実現するという観点から，蝶が適応的運動能力を発現するメカニズムの解明を目的とする．具体的に (1) 蝶が創成流場との非線形相互作用を如何に利用するか，(2) 生体の蝶の感覚器と身体機構とその入出力関係について，生物学的な解析と工学的な実現，それらの困難を補うロボテック・バイオロジーを用い，システム論的アプローチにより調査した．
蝶型ロボットを製作しPIV計測により，羽ばたき時の流れの大域的な渦構造とともに，翅周りの流れが乱流になることを実験的に観測できた．この観測は以前に行った数値計算と符合する．なお，このような詳細な実験観測は，これまで報告されていない．
創成流場との非線形相互作用によるマヌーバ発現を２次元理論モデルにより研究した．前年度までに，２次元単一渦モデルが渦構造の形成の基礎モデルとして有効であることが分かったので，本年度は本モデルにより，特に剥離渦形成のダイナミクスを解析した．具体的には物体から剥離する渦の運動について，様々な初期値からの起動や循環の時間発展の図示法を考案した．これにより，剥離渦に摂動が加わった場合の挙動が分かり，定性的に挙動が変化しない（あるいはする）領域が可視化できた．
２次元蝶モデルを用い，胸部の速度や姿勢に摂動を与え，その応答から縦方向の動的安定性を数値的に解析した．翅の打上げ後半と打下し前半で，トルクの姿勢に対する摂動への応答が大きかった．翅の打上げ後半で，姿勢の角速度に対する摂動への応答が大きかった．この応答が羽ばたき位相に強く依存することを用いてスライディングモード制御による姿勢制御を行うことで，流体構造連成問題における飛翔制御の機構解明に取り組んだ．
アサギマダラを用いて筋電計測の実験を行った．電極を胸部の飛翔筋に取り付けて筋電を計測し，羽ばたき動作に対応する筋電のデータを得た．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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