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ヤブガラシの把持パターン分岐メカニズムの解明と機械工学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K18851
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
研究機関九州大学 (2018-2021)
東京大学 (2017)

研究代表者

斉藤 一哉  九州大学, 芸術工学研究院, 講師 (40628723)

研究分担者 新山 龍馬  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (00734592)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード生物模倣工学 / ヤブガラシ / スマート構造 / つる植物 / ソフトロボティクス / ロボティクス / 生物・生体工学 / 知能ロボティックス / 植物生理学
研究成果の概要

つる物の1種であるヤブガラシは、”脳”も”目”も持っていないのに、自分が巻きつく対象に合わせて最適な形に巻きひげを変形させて把持している。本研究では、様々な径のサポートを巻き付かせて把持の成功率を調べる実験を行い、さらにマーキングした巻きひげの3次元モーショントラッキングを行い、この分岐メカニズムを解析した。得られた結果によってヤブガラシはサポートに接触した際に決められた最小の径までとりあえずコイルする、という戦略をとっており、身体を支えるために不適当な太いサポートを避ける機能を持っていることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動物が感覚器官で得た情報を脳で集約して意思決定し、手足を動かす中央集権的な制御システムを使う一方で、植物は自律分散的な制御システムで複雑なタスクを実現している。ここから学ぶことで、複雑な情報処理系を必要としない植物型スマート構造を創出できると期待される。「物をつかむ」機能は一見シンプルだが、製造や物流の自動化の核となる技術である。本研究で用いた手法を更に発展させることで、つる植物の「物をつかむ」機能をベースにした革新的な生物模倣把持機構が開発できると期待される。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A study on diameter-dependent support selection of the tendrils of Cayratia japonica2022

    • 著者名/発表者名
      Saito Kazuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 4461-4461

    • DOI

      10.1038/s41598-022-08314-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ceiling Continuum Arm with Extensible Pneumatic Actuators for Desktop Workspace2018

    • 著者名/発表者名
      Taigo Yukisawa, Ryuma Niiyama, Satoshi Nishikawa, Yoshihiro Kawahara, Yasuo Kuniyoshi
    • 雑誌名

      Proc. IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft)

      巻: NA ページ: 196-201

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 折紙の数理と生物模倣に基づく先進構造材料の開発に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 雑誌名

      折り紙の科学

      巻: 6 ページ: 32-35

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 折紙の幾何学と自然の中の折りたたみ構造2019

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Origami- and Bio-inspired Deployable Structures2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito
    • 学会等名
      Beyond Industry 4.0: Digital Fabrication and Local Craft(国際学会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2023-01-30  

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