| 研究課題/領域番号 |
20H02107
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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20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
中田 敏是 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80793190)
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| 研究分担者 |
大川 一也 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50344966)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
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| キーワード | 飛行ロボット / 風況センシング / ドローン / 停空飛行 / 生物飛行 / 風速センシング / 学習 / 深層強化学習 / センサ統合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、現在のドローンの前提である自然風に“抗う”飛行に対して、鳥のように自然風を“乗りこなす”ドローンの実現を最終目的とし、その第一歩として、変動風中での高効率・高精度な停空飛行のための技術創出を目指す。このために、①風況センシング、②形状可変機体、③強化学習に基づく制御の３つの要素を統合し、流体解析・実験モデルにおいて学習を繰り返すことで、変動風を乗りこなすためのロボットの身体的・知能的な設計原理を解明し、変動風中の飛行ロボットの高効率・高精度な停空飛行を実証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、鳥類のように風を利用する飛行ロボットのための停空飛行技術の開発である。このために、（１）冗長に空気力・空気モーメントを調整可能な形状可変機体、（２）羽根規範型風況センサ、（３）風況センサの情報に基づいて変動風の影響を抑制する制御器を開発した。特に、この風況センサは、翼上面に貼り付けたフィルムによって、外乱を抑制することが可能であり、また、失速の直前に反応するという点で、従来の風速センサと比較して斬新な特性を持っている。これらの基盤技術は、変動風への対応というドローンの課題に対して、新しいアプローチをもたらすと考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
様々な応用が期待されるドローン等の飛行ロボットは、自然環境での変動する風に抗うために、大きな推力を絶え間なく調整する必要があり、変動風下では、効率・安定性が低下する。この、自然風に抗うことが前提である飛行ロボットに、新たに自然風を利用し乗りこなすという新しい観点をもたらす点、そのための基盤的な技術となる形状可変機体・風況センサ・制御器の設計指針を提案した点に、本研究成果の大きな学術的意義がある。本研究の成果である技術や知見に基づいて、生物のように自然風を利用する飛行ロボットへの道が開拓でき、「空の産業革命」への貢献が期待できる。
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