2013 Fiscal Year Research-status Report
翅・葉の脈網構造の模倣による宇宙用インフレータブル構造の性能向上
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25630393
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
小島 広久 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50322350)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | インフレータブル構造物 / ボロノイ図 / フラクタル |
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| Research Abstract |
宇宙用インフレータブル構造物の展開の確実性向上，展開後の剛性向上に向け，昆虫や植物の脈網パターンを模擬するアルゴリズムを開発し，脈網ガス充填による新たなタイプの宇宙インフレータブル構造物を実現する技術の開発を目的とする．この目的達成のために，本年度は，以下の２つのことを行った．
①セミ・トンボの翅の展開を実際に観察し，折りパターンについて考察した．観察の結果，折りパターンは「ミウラ折り」の折り頂点部分が１つ，１次元方向の構造，扇子型構造，あるいは「ミウラ折り」そのものとなっていることが確認できた．またトンボの翅の後方の室の形状はボロノイ図に類似していることがわかった．
②脈網パターン模擬アルゴリズムの考察．トンボの翅の脈網パターンを模倣するアルゴリズムとして，再帰呼び出しによるフラクタルツリー構造と脈両側に母点を配置してボロノイ図を作成することで室形状を模倣するアルゴリズムを考えた．脈網ならびにボロノイ図の境界線は翅の外側には存在しないことから翅境界部分で打ち切る処理を施し，トンボの翅脈・室形状に類似したパターンを生成できることが確認できた．
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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
Ｈ２５年度に予定していた２つの項目 ①昆虫の翅・植物の葉の顕微鏡を用いた観察による物性値の測定，②脈網パターン・折り線パターン作成アルゴリズムの考案，についてそれぞれ順調に進んでいると考えられるため，おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
①インフレータブル構造物の紙によるプロトタイプ作成
(1)作成したアルゴリズムでもって，脈網パターン・折り線パターンの図面を作成する．
(2)脈網内部構造を模倣したチューブ状の紙（ストローを包んでいる紙のようなもの）を作成し，脈網パターン状に紙の上に張付け，紙プロトタイプを作成する．その後，計算した折りパターンに従って紙を折り畳んだ後，チューブ状の紙の部分に空気を流し込み，紙が展開できるかどうかを確認する．
②カプトンインシュレータシートを用いたインフレータブル構造物の作成および展開性能評価
①と同様のことを，カプトンインシュレータシートで作成したインフレータブル構造物に対し行う．さらに，余力があれば真空チャンバー内で展開テストを実施し，性能評価する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
学会発表・論文発表できるほど充実した研究成果をまとめるまでに至らなかったため，当初予定していた学会発表のための旅費を使用しなかったため。
実験装置の作成およびその結果の成果を学会発表するための旅費に充てる予定。
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