| 研究課題/領域番号 |
19K21921
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中谷 彰宏 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50252606)
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| 研究分担者 |
LEI XIAOWEN 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (50726148)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 変形体力学 / メタマテリアル / ひずみエネルギー / マルチスケール解析 / インテリジェント構造 / 知能・機能創成工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ケーブル（線材）と剛な部材を組み合わせにより決定される三次元空間の中で自立する広義のテンセグリティネットワーク構造を考える。あそびを利用した機能化手法の確立、さらには、あそびを能動的につくりだす機構を内在した人工物創製の可能性に挑戦することを目的とする。
具体的には、自立テンセグリティ構造の力学モデルを作成し、外力の付与、強制変位条件での応答について、力学的解析、幾何学的解析を行い、メタ構造のプロトタイプの設計手法を確立する。剛部材の長さをリアルタイムに変化させるメカニズムを想定し、あそびを積極的に生み出す機構を内在した人工物創製の可能性に挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
機構の〈あそび〉（バックラッシュ、クリアランスなどとも称される）が持つ構造系の力の分散と安全・安心の担保に関連する能動的意義を積極的に評価するために、本研究では、ケーブル（線材）と剛な部材との組み合せにより決定される広義のテンセグリティネットワーク構造を考えています。ケーブルの一部に〈あそび〉に相当する応力弛緩性を導入し、力学特性の変化を明らかにしました。さらに二次元面内での南京玉すだれの運動方程式を解析するコードを作成し、弛緩性と冗長性を考慮したシミュレーションを行いました。解析結果から〈あそび〉を積極的に組み入れた人工物創成の可能性に結びつく知見を見出しました。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
平常時に冗長・無駄である（と思われている）眠れる自由度が、想定外の外的要因に対して知的に振舞う潜在的能力を持つことを明らかにする挑戦的研究で、基礎的成果を得ることができました。冗長性・無駄は生命体では進化の過程で育まれていますが、人工物も含めその積極的意味を再確認することで理工学、生命科学にとどまらず、人文学の諸分野へのインパクトや学術的意義も明確になると考えます。また例えばナノメートルスケールで〈あそび〉を有する材料組織の特性理解から、都市空間の交通渋滞の緩和などの日常的問題に至るまで、広く本質的アナロジー（類似性）を探れば、広い学術的分野の裾野をカバーする社会的意義が見いだせると考えます。
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