| 研究課題/領域番号 |
20H02102
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
高橋 英俊 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (90625485)
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| 研究分担者 |
竹井 裕介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00513011)
成岡 優 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (10649073)
小林 健 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (20415681)
佐藤 克文 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (50300695)
田中 博人 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80624725)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 流速センサ / ピトー管 / バイオロギング / 海洋生物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ウミガメやペンギンなどの海洋動物は海流を巧みに利用し、“追い風”ならぬ“追い海流”によって遊泳運動の消費エネルギーを抑え効率よく目的地まで到達していると考えられており注目されている。本研究では、海洋動物に取り付け可能なピトー管型の流速センサを開発し、バイオロギングを用いて海流速度を知るうえで重要となる対水速度を明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
ウミガメやペンギンなどの海洋動物は海流を巧みに利用し、遊泳運動の消費エネルギーを抑え効率よく目的地まで到達していると考えられており注目されている。この海流利用を評価する上で重要となるのが対水速度であるが、海洋動物の実測例は非常に限定されている。本研究の目的は、海洋動物に取り付け可能なピトー管型の流速センサを創成し、バイオロギングを用いてこれら海洋動物の対水速度を明らかにすることである。
提案する流速センサは、ピトー管の筐体、動孔及び静孔に取り付けたメンブレン構造、内部に充填した非圧縮性のオイル、及び差圧センサ素子から構成される。令和4年度においては、当初の計画にあるピトー管型の水中流速センサをバイオロギング装置と統合し、実際のウミガメの甲羅に取り付け、遊泳する際のデータを取得した。装置の寸法として長さ15cmであり、ウミガメに対して十分に小さい。流速センサの後ろにロガーと電池が防水処理され配置されている構成とした。ロガーにはGPS、加速度センサ、圧力センサなどが搭載されている。それぞれの機器を3Dプリンタで製作した治具でまとめ、甲羅に取り外ししやすいようにした。まずは水族館で飼育下のウミガメに取り付け、まっすぐに遊泳させた際のデータを複数回記録した。計測したデータを解析した結果、カメラ画像から取得した速度の概算と計測した流速の平均値に相関関係が確認できた。さらに岩手県大槌町において野生のウミガメにセンサを取り付け、バイオロギング実験を行い、データを取得できることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和4年度においては、試作した流速センサを用いて水族館及び大槌町でウミガメのバイオロギング実験を行ったため、順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度においては、昨年度に実施した流速センサシステムでのウミガメでのバイオロギング実験に関して、計測したデータの精度検証を行うべく再実験を行う。具体的には、センサの形状の改良、センサシステムの圧力センサ素子の適切なセンサ素子への改善、またウミガメが泳ぐ際のトラッキングに関して、マーカをウミガメに取り付けるなどの措置を行い、カメラの1フレームごとに追跡できるようにする。またセンサの取り付け位置による流速の影響をシミュレーションや実験から求め、センサで計測された流速から実際にウミガメが受けている対水速度を算出できるようにする。
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