| 研究課題/領域番号 |
17H04911
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 九州大学 (2018-2020)
東京大学 (2017) |
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研究代表者 |
斉藤 一哉 九州大学, 芸術工学研究院, 講師 (40628723)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2017年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | 生物模倣工学 / 展開構造 / 可変構造 / 航空宇宙工学 / 折紙工学 / ３Dプリンタ / デジタルファブリケーション / デジタル・ファブリケーション / スマート構造 / 宇宙展開構造 / 甲虫 / コンプライアントメカニズム / スマート / デバイス設計・製造プロセス / 機械工作・生産工学 |
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| 研究成果の概要 |
昆虫後翅の収納・展開機構を中心に，外骨格生物特有の骨格の弾性を利用した高速変形メカニズムを解明し，工学に応用するため，ハイスピードカメラやマイクロＣＴ装置を使った独自の手法を開発し，巨大な宇宙構造から微小な医療デバイスまで様々な用途・スケールで応用可能な新しい形状可変機構の設計手法を構築した．テントウムシ，カブトムシなどの甲虫やハサミムシの翅の折り畳みメカニズムを折紙の幾何学によってモデル化することによって，人工の可変構造物に応用するための設計原理を明らかにするとともに，3Dプリンタを初めとするデジタルファブリケーション技術によって実装を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
大きな構造を小さく折り畳む技術は巨大な宇宙展開構造から傘や扇子などの日用品まで様々な目的やスケールで用いられている．昆虫の翅は高速の羽ばたきに耐えられる強度・剛性と高速かつコンパクトな折り畳みの両方を実現している究極の展開構造である．本研究成果は，この優れた特性を直接工学に応用し，人間が使うことを可能にするものであり，展開構造だけでなく変形機能を持つ製品や機械のデザインを大きく変えるポテンシャルを持っている．宇宙構造が大型化する中で折り畳みの技術の重要性は増しており，人工衛星用の太陽電池パネルやアンテナ鏡面の折り畳みへの応用が期待される．
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