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生物の構造・組織の力学的最適性の評価とその構造・材料設計法への応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 18206014
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関金沢大学

研究代表者

尾田 十八  金沢大学, 名誉教授 (30019749)

研究分担者 山崎 光悦  金沢大学, 機械工学系, 教授 (70110608)
坂本 二郎  金沢大学, 機械工学系, 教授 (20205769)
北山 哲士  金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90339698)
酒井 忍  金沢大学, 機械工学系, 助教 (80196039)
金井 亮  金沢工業高等専門学校, 講師 (10436826)
李 鵬  金沢大学, ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー, 研究員 (40401939)
研究協力者 李 鵬  (株)YKK, 研究開発センター, 研究員 (40401939)
研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
47,840千円 (直接経費: 36,800千円、間接経費: 11,040千円)
2009年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2008年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2007年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2006年度: 22,880千円 (直接経費: 17,600千円、間接経費: 5,280千円)
キーワードバイオニックデザイン / バイオメカニクス / 最適設計 / 軽量構造 / 複合材料 / 耐衝撃性 / キツツキ / 桐 / 軽量構浩 / 耐働撃性 / バオメカニクス / 削岩機 / バイオメカニックス
研究概要

本研究は,自然・生態系と調和した新しい材料,構造,機器,システム等の創生法を,生物に学ぶことによって確立することを目的としている.その方法は多様な生物の中で,特異性を有する生物にまず注目する.本研究では動物の例として繰返し衝撃負荷に耐える「キツツキ」を,植物の例としては,軽量であるが不燃性を示す「桐材」に注目した.そしてこれらの特性がどのようなメカニズムによって生じているのかを,主として力学的視点より明らかにした.これらの結果と,代表者らがすでに行って来ている竹や卵殻の構造・組織分析結果を含め,新しい構造設計および材料設計法の基本原理を提示した.

報告書

(6件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (64件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (29件) (うち査読あり 22件) 学会発表 (16件) 図書 (13件) 産業財産権 (6件)

  • [雑誌論文] Mechanical Evaluation by Patient-specific Finite Element Analyses Demonstrates Therapeutic Effects for Osteoporofic Vertebrae2010

    • 著者名/発表者名
      Tawara, D., Sakamoto, J., Murakami, H., Kawahara, N., Oda, J., Tomita, K.
    • 雑誌名

      Journal of The Mechanical Behavior of Biomedical Materials Vol.3

      ページ: 31-40

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 三ローラ式ピッチングマシンの投球性能向上研究2010

    • 著者名/発表者名
      酒井忍, 尾田十八, 他3名
    • 雑誌名

      設計工学 45-1

      ページ: 24-29

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 進化的セルラ・オートマトンによる複合材料組成の最適化2009

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 田中千尋
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A) 75巻

      ページ: 95-100

    • NAID

      110007387037

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元DEMによる合わせガラスの衝撃貫通破壊解析2009

    • 著者名/発表者名
      尾田十八
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A) 75巻

      ページ: 170-175

    • NAID

      110006873921

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Range Particle Swarm Optimization2009

    • 著者名/発表者名
      Kitayama, S., Yamazaki, K.
    • 雑誌名

      Vol.10

      ページ: 575-597

    • NAID

      10019202478

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元DEMによるコンクリートブロックの破壊挙動の解析2009

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 他2名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 75-756

      ページ: 170-175

    • NAID

      110007359897

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 進化的セルラ・オートマトンによる複合材料組成の最適化2009

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 他1名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 75-758

      ページ: 95-100

    • NAID

      110007387037

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元DEMによる合わせガラスの衝撃貫通破壊解析2008

    • 著者名/発表者名
      尾田十八
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A) 74巻

      ページ: 106-111

    • NAID

      110006873921

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global Optimization by Generalized Random Tunneling Algorithm2008

    • 著者名/発表者名
      Kitayama, S., Yamazaki, K.
    • 雑誌名

      J. Computational Science of Technology Vol.2

      ページ: 258-267

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元DEM による合わせガラスの衝撃貫通破壊解析2008

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 中川茂憲(他2名, 1番目)
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A) 74巻

      ページ: 106-111

    • NAID

      110006873921

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global Optimization by Generalized Random Tunneling Algorithm2008

    • 著者名/発表者名
      Kitayama, S., Yamazaki, K.
    • 雑誌名

      J.Computational Science of Technology Vol.2

      ページ: 258-267

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ローラ式ピッチングマシンの投球精度向上に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      酒井忍, 尾田十八, 他1名
    • 雑誌名

      設計工学 43-5

      ページ: 281-286

    • NAID

      10021159979

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元DEMによる合わせガラスの衝撃貫通破壊解析2008

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 他3名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 74-744

      ページ: 106-111

    • NAID

      110006873921

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ローラ式ピッチングマシンの投球シミュレーションとその最適化に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      酒井忍, 尾田十八, 他2名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 74-748

      ページ: 38-43

    • NAID

      110007008091

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flame Retardancy of Paulownia Wood and its Mechanism2007

    • 著者名/発表者名
      Li, P., Oda, J.
    • 雑誌名

      J. Material Science Vol.42

      ページ: 8544-8550

    • NAID

      120001138011

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Research on the Development of Baseball Pitching Machine Controlling Pitch Type using Neural Network2007

    • 著者名/発表者名
      Sakai, S., Oda, J.
    • 雑誌名

      J. System Design and Dynamics

      ページ: 682-690

    • NAID

      130000098903

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructal Design of Cooling Channel in Heat Transter System by Utilizing Optimality of Branch System in Nature2007

    • 著者名/発表者名
      Ding, X., Yamazaki, K.
    • 雑誌名

      Tran. of ASME, Journal of Heat Transfer

      ページ: 245-255

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 改良型免疫アルゴリズムの提案と評価2007

    • 著者名/発表者名
      金井亮, 尾田十八
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C) 73巻

      ページ: 92-98

    • NAID

      110006271396

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Flame Retardancy of Paulownia Wood and its Mechanism2007

    • 著者名/発表者名
      Li,P., Oda,J.
    • 雑誌名

      J.Material Science Vol.42

      ページ: 8544-8550

    • NAID

      120001138011

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Research on the Development of Baseball Pitching Machine Controlling Pitch Type using Neural Network2007

    • 著者名/発表者名
      Sakai, S., Oda, J.
    • 雑誌名

      Network,J.System Design and Dynamics

      ページ: 682-690

    • NAID

      130000098903

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flame Reterdancy of Paulownia Wood and its Mechanism2007

    • 著者名/発表者名
      Li, P., Oda, J.
    • 雑誌名

      J.Material Science 42-20

      ページ: 8544-8550

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 野球ボールの衝撃力と上腕損傷に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      酒井 忍, 尾田 十八, 他2名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 73-734

      ページ: 73-78

    • NAID

      110006419397

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コーラ式ピッチングマシンの投球精度に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      酒井 忍, 尾田 十八, 他2名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 73-735

      ページ: 90-95

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 改良型免疫アルゴリズムの提案と評価2007

    • 著者名/発表者名
      金井亮, 尾田十八
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 73・727

    • NAID

      110006271396

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 変動多数決ルールを用いたCA法による構造最適化の研究2006

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 徳升美紀子
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 72・716

      ページ: 452-458

    • NAID

      110004735403

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanical Evaluation of the Skeletal Structure and Tissue of the Woodpecker and its Shock Absorbing System2006

    • 著者名/発表者名
      Oda, J, Sakamoto, J, Sakano, K.
    • 雑誌名

      JSME International Journal (Series A) 49・3

      ページ: 390-396

    • NAID

      110004798975

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Flame Retardancy of Paulownia Wood and its Mechanism2006

    • 著者名/発表者名
      Li, P, Oda, J.
    • 雑誌名

      Proc. CJJCC-7

      ページ: 197-205

    • NAID

      120001138011

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Bionic Topology optimization Approach for Stiffened Thin-wall Shell Structures2006

    • 著者名/発表者名
      Ding, X, Han, C, Yamazaki, K.
    • 雑誌名

      Proc.CJK-OSM4

      ページ: 203-208

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Biomechanical Study on Burst Mechanism of Impatiens Pericarps2006

    • 著者名/発表者名
      Endo, Y, Sakamoto, J, Kashiwano, Y., etc.
    • 雑誌名

      Proc.5^<th> Plant Biomechanics Conference

      ページ: 555-560

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 多成分系複合材料における材料組織の最適化2010

    • 著者名/発表者名
      越村勇太, 尾田十八, 坂本二郎
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第47期総会・講演会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟市)
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ECAを用いた構造部材の材料組織最適化2010

    • 著者名/発表者名
      金井亮, 尾田十八, 田中千尋
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第47期総会・講演会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟市)
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 種子を自動散布する植物, 果実におけるらせん運動発生メカニズムについて2010

    • 著者名/発表者名
      酒井陽平, 遠藤安浩, 坂本二郎
    • 学会等名
      日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      岡山理科大学(岡山市)
    • 年月日
      2010-01-10
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] CTデータに基づくキリン頸椎のモデリングとその強度評価2010

    • 著者名/発表者名
      坂本二郎
    • 学会等名
      日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      岡山理科大学(岡山市)
    • 年月日
      2010-01-10
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] A Biomechanical Study on Bursting Plant Fruit and Its Optimality2009

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, J.
    • 学会等名
      6th Plant Biomechanics Conference
    • 発表場所
      Cayenne (French- Guiana)
    • 年月日
      2009-11-17
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 衝撃負荷によるコンクリートの効率的破壊の研究2009

    • 著者名/発表者名
      北出浩平, 尾田十八
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      岩手大(盛岡市)
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] キリン頸椎の力学的適応性に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      坂本二郎
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 進化的セルラ・オートマトンによる複合材料組成の最適化2009

    • 著者名/発表者名
      田中千尋, 尾田十八, 坂本二郎
    • 学会等名
      M&M2009カンファレンス
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター (北海道)
    • 年月日
      2009-07-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A Study On Optimality of Pre-Burst Stress of Plant Fruit to Scatter Seed2009

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, J.
    • 学会等名
      8th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization(WCSMO-8)
    • 発表場所
      Lisbon (Portugal)
    • 年月日
      2009-06-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Throw Performance and its Optimization of Roller-type Baseball Pitching Machine2009

    • 著者名/発表者名
      Sakai, S., Oda, J.
    • 学会等名
      8th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization(WCSMO-8
    • 発表場所
      Lisbon (Portugal)
    • 年月日
      2009-06-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Musculoskeletal Analysis of Spine with Kyphosis Due to Compression Fracture of an Osteoprotic Vertebra2008

    • 著者名/発表者名
      J. Sakamoto・他
    • 学会等名
      13th Int.Conf.on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] 進化的CAを用いた複合材料組成の最適化2008

    • 著者名/発表者名
      田中千尋, 尾田十八, 坂本二郎
    • 学会等名
      日本機械学会第8回最適化シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2008-11-27
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 進化的CAを用いた複合材料組成の最適化2008

    • 著者名/発表者名
      田中千尋, 尾田十八, 坂本二郎
    • 学会等名
      第8回最適化シンポジュウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-27
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] 進化的CAを用いた複合材料組成の最適化2008

    • 著者名/発表者名
      田中千尋, 尾田十八, 他1名
    • 学会等名
      第8回 最適化シンポジユウム2008
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2008-11-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 電子基板用分岐網型冷却チャンネル設計法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      山崎光悦
    • 学会等名
      日本機械学会第18回設計工学・システム部門講演会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Finite-Element Analysis of Pre-Burst Stress of Bursting Plant Pericarp2007

    • 著者名/発表者名
      Endo, Y., Sakamoto, J., etc.
    • 学会等名
      3rd. Asian Pacfic Conference on Biomechanies
    • 発表場所
      Tokyo, japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 生物に学ぶものづくり2010

    • 著者名/発表者名
      尾田十八
    • 出版者
      田中昭文堂
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] 3次元CAD・CAE・CAMを活用した創造的な機械設計2009

    • 著者名/発表者名
      酒井忍,坂本二郎
    • 出版者
      日本工業新聞社
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] 3次元CAD・CAE・CAMを活用した創造的な機械設計2009

    • 著者名/発表者名
      酒井忍, 坂本二郎, 他8名
    • 総ページ数
      225
    • 出版者
      日刊工業新聞社
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 能登半島および中越沖地震による地場産業等の被害とその復興に関する臨時調査分科会成果報告書2009

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 他
    • 総ページ数
      246
    • 出版者
      日本機械学会編, 田中昭文堂印刷KK
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 機械工学便覧基礎編α62007

    • 著者名/発表者名
      尾田十八
    • 出版者
      日本機械学会編
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] 機械工学便覧 基礎編α6(計算力学)(日本機械学会)2007

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 他
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [図書] 機械工学便覧 基礎編α6 計算力学(12.6節最適化を執筆)2007

    • 著者名/発表者名
      尾田 十八, 他
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      日本機械学会編,丸善
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 機械設計工学2(システムと設計)改訂版2006

    • 著者名/発表者名
      尾田十八
    • 出版者
      培風館
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] "ファイバー"スーパーバイオミメティクス~近未来の新技術創成~2006

    • 著者名/発表者名
      坂本二郎
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] 機械設計工学2(システムと設計, 改訂版)2006

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 米沢政昭
    • 総ページ数
      229
    • 出版者
      培風館
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [図書] 機械設計工学2(システムと設計)改訂版2006

    • 著者名/発表者名
      尾田十八, 米沢政弘昭
    • 総ページ数
      229
    • 出版者
      培風館
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] Innovative Development's, Characterization and Applications of Composites(Flame Retardancy of Paulownia Wood and its Mechanism)2006

    • 著者名/発表者名
      Li, P, 0da, J.
    • 総ページ数
      392
    • 出版者
      China Agricultural Science &Technology Press
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] "ファイバー"スーパーバイオミメティックス〜近未来の新技術創成〜2006

    • 著者名/発表者名
      坂本二郎(分担執筆)
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] バドミントン用のシャトル発射装置2009

    • 発明者名
      酒井忍, 村口さよ
    • 権利者名
      金沢大学
    • 産業財産権番号
      2009-238084
    • 出願年月日
      2009-10-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] ローター式バドミントン練習マシーン2008

    • 発明者名
      須永幸彦, 酒井忍
    • 権利者名
      スナガ開発KK
    • 産業財産権番号
      2008-299253
    • 出願年月日
      2008-11-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] ねじり試験装置2007

    • 発明者名
      尾田十八, 永野耕也, 近藤唯
    • 権利者名
      金沢大学
    • 出願年月日
      2007-04-27
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] ねじり試験装置2007

    • 発明者名
      尾田 十八 他2名
    • 権利者名
      金沢大学
    • 産業財産権番号
      2007-118046
    • 出願年月日
      2007-04-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 簡易式桐炭と燻製品の同時製造装置2006

    • 発明者名
      尾田十八, 李鵬
    • 権利者名
      尾田十八,李鵬
    • 出願年月日
      2006-06-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 簡易式桐炭と燻製品の同時製造装置2006

    • 発明者名
      尾田十八, 李鵬
    • 権利者名
      尾田十八, 李鵬
    • 産業財産権番号
      2006-160401
    • 出願年月日
      2006-06-09
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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