| 研究課題/領域番号 |
20K04364
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
大竹 博 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60377017)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 羽ばたき飛行ロボット / 筋骨格構造 / ツイストドライブ / 脚ロボット / 風向・風速の推定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，飛行ロボット，特にドローンに関する研究・開発が精力的に進められているが，飛行生物である鳥類に比べて飛行性能や機能で劣る面が多々ある．本研究では，鳥類を模倣した生物型ロボットについて研究を行う．解明が十分に進んでいない，陸鳥が持つ，墜落しにくい飛行性能，樹枝へのピンポイント着陸に注目し，鳥の複雑な翼運動を可能とする筋肉や骨格の構造と、空気の流れを知る方法，強靭な脚，および，これらを統合した制御システムを構築し，気流に合わせた飛行の変化および樹枝への着陸機能を工学的な観点から解析し，そのメカニズムを明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
陸上や樹上で生活する陸鳥は地上で突発的に乱気流が発生しても墜落することなく飛行できる機動性能を有する．また，樹枝へのピンポイント着陸ができる強靭な脚部を持つ．本研究では，陸鳥の機動性能，脚による着陸の実現を目指し，令和２－４年度の3年間で以下の研究成果を得た．①ツイストドライブによる筋構造を模倣したフラッピング動作を実現した．②2つのツイストドライブによるフラッピングとフェザリングの同期動作を実現した．③エアフローセンサアレイによって飛行ロボット周りの風向を推定し，風上に向かう操舵制御を実現した．④鳥の脚の筋骨格系の知見を取り入れた把持ハンドを開発し，樹枝を安定して把持することに成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球環境に適合したエネルギ効率の良い飛行ロボットを実現するためには飛行生物をよく知る必要がある．しかし，飛行生物である鳥類の複雑な翼運動のメカニズムや飛行以外の機能を工学的に再現することは難しく，研究が進んでいない．本研究課題の遂行によってその一端を切り開くことができた．
本研究で取り組んだ筋骨格系の模倣や風の計測および風を利用した飛行制御，樹枝に着陸できる脚の開発やそれらの研究成果は，地球環境に適合したエネルギ効率の良い飛行ロボットの実現に繋がっていくと考えている．
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