| Project/Area Number |
22KJ2038
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| Project/Area Number (Other) |
22J10430 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
磯田 佳孝 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 魚型ロボット / 周期流（波による流れ） / 振動翼（尾ひれ） / スケーリング則（理論式） |
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| Outline of Research at the Start |
日本の港湾施設は急速に老朽化しているため，水中ロボットを活用した点検の効率化が行われている．特に，エネルギー効率に優れる魚型ロボットに対する期待は高まっている．しかし，魚型ロボットを点検に導入するには，エネルギー効率だけでなく，短時間で多くの作業をこなす作業効率の向上も必要である．本研究の目的は，港湾施設の点検を効率化するために魚型ロボットの作業効率を向上させることである．具体的には，波の中でも前後左右に移動できる泳法を開発することを目指している．この泳法が完成し，波の中でも高い作業効率を発揮できるようになれば，魚型ロボットの運用範囲が港湾施設で拡大し，点検の自動化が進展することが期待できる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
港湾施設における水中構造物の点検を効率化するためには，操作性と推進効率に優れた魚型ロボットの導入が効果的である．本研究では，波の影響を受ける環境下で魚型ロボットが前後左右に移動できるような泳法の開発を目指す．
本年度は，目標達成に向けて，推進特性を予測するための理論式を拡張し，この拡張理論式を用いて泳法を提案した．先行研究では，尾ひれの推進特性を明らかにするために，膨大な条件の実験や数値計算が行われてきた．しかし，波の中での推進特性は多くの条件に依存するため，目標となる推進特性を達成するパラメータを見つけ出すことは必ずしも容易ではない．この問題に対処するため，本研究では，昨年度，推進力を定式化し，数式を用いて推進特性を予測することを可能にしている．しかし，この理論式の予測範囲は，波と尾ひれの振動周波数が等しい条件に限定されていた．本年度は，この理論式を拡張し，波と尾ひれの振動周波数が異なる条件においても，推進特性を予測することを可能にした．さらに，この拡張理論式を用いて，尾ひれが前後方向に推進力を生み出すための泳法を提案した．以上に記載した理論式の拡張と前後の泳法の提案が本年度の研究成果である．昨年度までに提案した左右の泳法と組み合わせ，波の中で前後左右の全方向に移動するための泳法を提案することができた．したがって，研究期間全体を通じて得られた成果は，尾ひれの推進特性を予測する理論式の導出と，それを用いた前後左右方向に移動するための泳法の提案である．
この研究成果の重要な点は，膨大な試行錯誤なしに，効率的な泳法の開発が可能になる点である．本研究によって，前後左右方向に移動するための泳法の提案に成功しただけでなく，今後は様々な泳法開発が加速されると期待する．
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