2013 Fiscal Year Research-status Report
粘弾性フィンを用いた災害時移動用生物規範型水中推進ロボットの開発
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25420216
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
小林 俊一 信州大学, 繊維学部, 教授 (50225512)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオミメティクス / ロボティクス / バイオメカニクス / 流体内推進 |
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| Research Abstract |
本研究は災害時移動用生物規範型水中推進ロボットに用いられる魚類の尾びれを規範としたフィンの推進性能向上のため，常に最適な剛性となる機能をフィンに付加するものであり，柔軟なフィンにダイラタント流体を封入した，常に最適な剛性を受動的に得る粘弾性フィンを開発，シンプルかつ高効率としての特長をもたせるものである。これまでに以下の項目について取り組んだ。
１．粘弾性フィンの試作：ダイラタント流体としてウーブレック（澱粉と水の懸濁液）を用いた初期モデルを製作した。ダイラタント流体のフィン中への密封方法について検討し，当初予定していた弾性プレートの代わりに，親水性のある直線状の多数の繊維を一方向（フィンの前縁から後縁への方向）に配向させ，そこにダイラタント流体を含ませるようにした。それにより，フィン内のダイラタント流体の保持性を向上させた。
２．粘弾性フィンの動作評価：水中に試作した粘弾性フィンを設置，揺動運動（ヨーイング運動）させ，フィンの変形を計測した。フィンの揺動角速度とフィン変形量の関係について検討した。
３．災害時移動用生物規範型水中推進ロボット用の粘弾性フィンの設計：上記の基礎実験の結果を踏まえ，災害時移動用生物規範型水中推進ロボット用の粘弾性フィンのコンセプトを検討した。形状は翼型とし，フィンの封入用の柔軟材料の選定と繊維固定方向などを検討した。なお，基本的な寸法は，比較のために従来に研究代表者が開発した可変剛性フィンと同じとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
粘弾性フィンの試作と動作評価は達成されたが，ウーブレックに代わるダイラタント流体の選定と粘弾性フィンの剛性の詳細な計測が残されている。また，災害時移動用生物規範型水中推進ロボット用の粘弾性フィンの設計を行ったが完結せず，その製作が残されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度は次の事項について取り組む。
１．未達成の検討事項である，ウーブレックに代わるダイラタント流体の選定と粘弾性フィンの剛性の詳細な検討を行う。また，フィン剛性の検討材料をとして，ダイラタント流体の粘度特性といった基礎実験の重要性も必要であることがわかったので，それについても検討していく。
２．前項の結果を踏まえながら災害時移動用生物規範型水中推進ロボット用の粘弾性フィンの設計・製作を行い，その水中における推進特性を検討する。
平成２６年度の結果を基に，平成２７年度以降は災害環境における水中推進特性を検討し，フィールド実験を通じた水中推進ロボットの開発につなげていく。
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