ミズクラゲのモード選択的運動制御とクラゲ被害対策への応用

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25550080
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 馬場 凉 東京海洋大学, その他部局等, 教授 (70198951)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ミズクラゲ / 運動制御 / 光 / クラゲ被害対策 / 自然共生システム

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、ミズクラゲの浮遊挙動を光刺激により制御することを試みた。それにより、大量発生したクラゲによる火力発電所等の取水トラブルや水産・漁業被害の軽減を目指した。これを達成するため、光刺激に対するミズクラゲ個体の拍動や体軸変化といった運動要素ごとの過渡的な応答を詳細に調べ、今年度は以下の結果を得た。
１）クラゲ遊泳挙動解析法の検討：ミズクラゲとは拍動速度や遊泳速度が大きく異なるタコクラゲ等の遊泳挙動をビデオ撮影し、拍動と遊泳速度等の関係について検討した。また、市販の3Dモデリングソフトを用いて拍動の3Dモデル化とアニメーション化を行い、クラゲの推進機構のシミュレーションを試みた。これにより、本研究における主要な実験解析手法であるデジタルビデオ画像周波数解析法の汎用性とクラゲの拍動・推進機構解明への可能性を明らかにした。
２）固定パネル光源を用いたクラゲ拍動制御の試み：拍動周波数とは僅かに異なる周波数の外部変調光に対して拍動周波数が「逃げる」方向に変化する現象について、昨年度からさらに検討を進めた。クラゲ個体の違い、水温や実験のタイミング、照射光の強度や波長、変調モードや周波数シフトの大きさなど、実験パラメータを様々に変えて検討した。有意な結果が観察される場合もあったが、クラゲ個体の違いによる影響が大きく、今後の統計的取扱いの必要性が示唆される結果となった。
３）光ガルバノスキャナを用いたレーザー光走査照射システムによる運動制御の試み：昨年度に続き、システム制御プログラムの改良や光学系の微調整を行った。遊泳するクラゲおよびその周辺に局所的に、あるいは仮想的な壁状にレーザー光を空間走引照射してクラゲの応答や運動制御について検討することが当初の目論見であったが、クラゲに対して意図した精度での走引照射は現在未達成で、知見は予備的で引き続き検討が必要である。