可変形状・剛性の機能を有する生物規範型流体内推進ロボットの開発

• 研究課題/領域番号: 21560260
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 小林 俊一 信州大学, 繊維学部, 教授 (50225512)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2009年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: バイオミメティクス / バイオメカニクス / ロボティクス / 流体内推進 / 可変剛性 / 多毛類

研究概要

屈曲型流体内推進機構は,現在多く用いられているスクリュプロペラでの問題点(水中の生物に対する危険性,激しい撹拌による汚泥の巻き上げによる水質汚染)を解決する,環境に配慮した推進機構のひとつである。本研究では水中を遊泳する生物の屈曲運動の動きを規範とした屈曲型推進機構に注目し,形状と剛性が実時間で自由に変化する生物規範型流体内推進機構を備えたロボットを開発,その推進特性を検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Bio-Inspired Omnidirectional Multilink Propulsion Mechanism in Fluid (2011)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Kyota Fujii, Taiga Yamaura, and Hirohisa Morikawa
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol. 23, No. 6 ページ: 1073-1079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bio-Inspired Omnidirectional Multilink Propulsion Mechanism in Fluid (2011)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Kyota Fujii, Taiga Yamaura, Hirohisa Morikawa
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 23(6) ページ: 1073-1079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bio-inspired Aquatic Propulsion Mechanism Using a Fin with a Variable-Effective-Length Spring - Development of a Propulsion Mechanism using the Swaying and Yawing Movements of a Fin - (2010)
  • 著者名/発表者名: Masataka Nakabayashi,Hirotake Soyano, Shunichi Kobayashi, Hirohisa Morikawa
  • 雑誌名: Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms 巻: Vol. 1, No. 1 ページ: 104-110
  • NAID: 130000428300
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jabmech/1/1/1_1_104/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bio-inspired Aquatic Propulsion Mechanism Using a Fin with a Variable-Effective-Length Spring : -Development of a Propulsion Mechanism using the Swaying and Yawing Movements of a Fin- (2010)
  • 著者名/発表者名: Masataka Nakabayashi, Hirotake Soyano, Shunichi Kobayashi, Hirohisa Morikawa
  • 雑誌名: Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms 巻: 1 ページ: 104-110
  • NAID: 130000428300
  • 査読あり
• [学会発表] 全方向移動が可能な生物規範型多リンク型流体内推進機構の推進力特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大嶋優,小林俊一
  • 学会等名: 日本機械学会 北陸信越支部 第50 期総会・講演会
  • 発表場所: 福井市
  • 年月日: 2013-03-09
• [学会発表] 弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた生物規範型流体内推進機構の推進特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋佳也,藤原奨平,小林俊一
  • 学会等名: 日本機械学会 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2013-01-09
• [学会発表] 弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた生物規範型流体内推進機構の推進特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋佳也
  • 学会等名: 日本機械学会 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所 つくばセンター（茨城県つくば市）
• [学会発表] 全方向移動が可能な生物規範型多リンク型流体内推進機構の推進力特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大嶋優
  • 学会等名: 日本機械学会 北陸信越支部 第50期総会・講演会
  • 発表場所: 福井大学 工学部（福井県福井市）
• [学会発表] Thrust Force Characteristics of Bio-inspired Omnidirectional Multilink Propulsion Mechanism in Fluid (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Yu Oshima
  • 学会等名: International Conference on Intelligent Unmanned Systems 2012
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] 弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた流体内推進機構の推進特性-弾性平板の材料と両端のねじりによる影響- (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋佳也,藤原奨平,小林俊一
  • 学会等名: 計測自動制御学会 中部支部シンポジウム 2012
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] 全方向移動が可能な多リンク型流体内推進機構の推進力シミュレーション解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大嶋優,小林俊一
  • 学会等名: 計測自動制御学会 中部支部シンポジウム 2012
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Bio-inspired Aquatic Propulsion Mechanism Using Variable Stiffness Fin with Torsional Elastic Rectangular Plates (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Hirotaka Soyano, Keiya Takahashi
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms (ISABMEC 2012)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] 魚類の尾ひれを規範としたフィンによる流体内推進機構-弾性平板のねじりによる可変剛性フィンの適用- (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一,征矢野寛剛,高橋佳也
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2012
  • 発表場所: 浜松市
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] 魚類の尾ひれを規範としたフィンによる流体内推進機構―弾性平板のねじりによる可変剛性フィンの適用― (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2012
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
• [学会発表] Bio-inspired Aquatic Propulsion Mechanism Using Variable Stiffness Fin with Torsional Elastic Rectangular Plates (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms (ISABMEC 2012)
  • 発表場所: Howard International House, Taipei, Taiwan
• [学会発表] 全方向移動が可能な多リンク型流体内推進機構の推進力シミュレーション解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大嶋優
  • 学会等名: 計測自動制御学会 中部支部シンポジウム 2012
  • 発表場所: 信州大学工学部（長野県長野市）
• [学会発表] 弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた流体内推進機構の推進特性－弾性平板の材料と両端のねじりによる影響－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋佳也
  • 学会等名: 計測自動制御学会 中部支部シンポジウム 2012
  • 発表場所: 信州大学工学部（長野県長野市）
• [学会発表] Thrust Force Characteristics of Bio-inspired Omnidirectional Multilink Propulsion Mechanism in Fluid (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi
  • 学会等名: International Conference on Intelligent Unmanned Systems 2012
  • 発表場所: SIM University（Singapore）
• [学会発表] Swimming of Bio-inspired Omni-Directional Aquatic Multi-link Propulsion Mechanisms (2011)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Kyota Fujii, Taiga Yamaura, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference on Intelligent Unmanned Systems 2011, MoAmB1-3
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Swimming of Bio-inspired Omni-Directional Aquatic Multi-link Propulsion Mechanisms (2011)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Kyota Fujii, Taiga Yamaura, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: International Conference on Intelligent Unmanned Systems 2011
  • 発表場所: 三井ガーデンホテル千葉(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2011-10-31
• [学会発表] 回転弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた流体内推進機構の推進特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 征矢野寛剛,高橋佳矢,小林俊一,森川裕久
  • 学会等名: SICE 50 周年記念ー計測自動制御学会中部支部シンポジウム 2011 講演論文集,PD-03
  • 発表場所: 上田市
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] 回転弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた流体内推進機構の推進特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 征矢野寛剛, 高橋佳矢, 小林俊一, 森川裕久
  • 学会等名: -SICE50周年記念-計測自動制御学会中部支部シンポジウム2011
  • 発表場所: 信州大学繊維学部(長野県上田市)
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] Propulsion Mechanism in Fluid Using Variable Stiffness Fin with Torsional Rectangular Elastic Plates (2011)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Hirotake Soyano, Masataka Nakabayashi, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: Proceedings of the Twenty-first (2011) International Offshore and Polar Engineering Conference, pp.254-528
  • 発表場所: Maui,USA
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] Propulsion Mechanism in Fluid Using Variable Stiffness Fin with Torsional Rectangular Elastic Plates (2011)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Hirotake Soyano, Masataka Nakabayashi, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: The Twenty-first International Offshore and Polar Engineering Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency Maui(ハワイ、アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] 屈曲運動生物を規範とした多リンク型流体内推進機構の全方向移動化-フィンの運動を付加した推進- (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一,藤井京太,山浦大河,森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2011 講演論文集 (DVD-ROM), 2P1-L12
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] 屈曲運動生物を規範とした多リンク型流体内推進機構の全方向移動化-フィンの運動を付加した推進- (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一, 藤井京太, 山浦大河, 森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2011
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山県岡山市)
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] 回転弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた流体内推進機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 征矢野寛剛, 中林正隆, 小林俊一, 森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会北陸信越支部第48期総会・講演会
  • 発表場所: 信州大学機維学部(長野県上田市)
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] 2機の生物規範型多リンク水中ロボットの全方向推進特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山浦大河,藤井 京太,小林俊一,森川 裕久
  • 学会等名: 日本機械学会 北陸信越支部第40回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 上田市
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] 2機の生物規範型多リンク水中ロボットの全方向推進特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山浦大河, 藤井京太, 小林俊一, 森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会北陸信越支部第40回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 信州大学繊維学部(長野県上田市)
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] 回転弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた流体内推進機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 征矢野寛剛,中林正隆,小林俊一,森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会第21回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] 回転弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた流体内推進機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 征矢野寛剛, 中林正隆, 小林俊一, 森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会第21回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: ITビジネスプラザ武蔵(石川県金沢市)
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] 多リンク型流体内全方向推進機構の推進特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井京太,山浦大河,小林俊一,森川裕久
  • 学会等名: 計測自動制御学会中部支部シンポジウム 2010
  • 発表場所: 上田市
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 多リンク型流体内全方向推進機構の推進特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井京太, 山浦大河, 小林俊一, 森川裕久
  • 学会等名: 計測自動制御学会中部支部シンポジウム2010
  • 発表場所: 信州大学繊維学部(長野県上田市)
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 屈曲運動生物を規範とした多リンク型流体内推進機構の全方向移動化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一,藤井京太,栗原大,森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会 2010
  • 発表場所: 旭川市
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] 屈曲運動生物を規範とした多リンク型流体内推進機構の全方向移動化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一, 藤井京太, 栗原大, 森川
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
  • 発表場所: 旭川大雪アリーナ(北海道旭川市)
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] 回転弾性平板を備えた可変剛性フィンによる流体内推進機構の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 征矢野寛剛,中林正隆,小林俊一,森川裕久
  • 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: 新潟市
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] 回転弾性平板を備えた可変剛性フィンによる流体内推進機構の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 征矢野寛剛, 中林正隆, 小林俊一, 森川裕久
  • 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: 新潟大学工学部
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] 可変有効長さバネを備えたフィンによる流体内推進機構の開発 ヒービング・ピッチング運動における推進力特性とフィン周りの流れ場の検討- (2010)
  • 著者名/発表者名: 中林正隆,征矢野寛剛,小林俊一,森川裕久
  • 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
  • 年月日: 2010-01-10
• [学会発表] 可変有効長さバネを備えたフィンによる流体内推進機構の開発-ヒービング・ピッチング運動における推進力特性とフィン周りの流れ場の検討- (2010)
  • 著者名/発表者名: 中林正隆, 征矢野寛剛, 小林俊一, 森川裕久
  • 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
  • 年月日: 2010-01-10
• [学会発表] 屈曲運動生物から着想した全方向移動型流体内推進機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井京太,栗原大,小林俊一,森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会 第20回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 和歌山市
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] 屈曲運動生物から着想した全方向移動型流体内推進機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井京太, 栗原大, 小林俊一, 森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会 第20回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 和歌山県民文化会館
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] 全方向移動が可能な多リンク型流体内推進機構の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井京太,栗原 大,小林俊一,森川裕久
  • 学会等名: 能な多リンク型流体内推進機構の開発,計測自動制御学会中部支部シンポジウム 2009
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] 全方向移動が可能な多リンク型流体内推進機構の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井京太, 栗原大, 小林俊一, 森川裕久
  • 学会等名: 計測自動制御学会中部支部シンポジウム2009
  • 発表場所: メルパルク長野
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Aquatic Propulsion Mechanism using Fin with Variable-Effective-LengthSpring - Thrust Characteristics on Pitching and Heaving Movement - (2009)
  • 著者名/発表者名: Masataka Nakabayashi, Hirotake Soyano, Shunichi Kobayashi, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: The Fourth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms,ISABMEC 2009
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Influence of Movement and Fin Shape on the Swimming Speed for the Multilink Propulsion Mechanism in Water (2009)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Tomoki Terashima, Kyota Fujii, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: The Fourth International Symposium on Aero Aqua Bio- Mechanisms, ISABMEC 2009
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Influence of Movement and Fin Shape on the Swimming Speed for the Multilink Propulsion Mechanism in Water (2009)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Tomoki Terashima, Kyota Fujii, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: The Fourth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms, ISABMEC 2009
  • 発表場所: Hengshan Picardie Hotel, Shanghai, China.
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Aquatic Propulsion Mechanism using Fin with Variable-Effective-Length Spring-Thrust Characteristics on Pitching and Heaving Movement- (2009)
  • 著者名/発表者名: Masataka Nakabayashi, Hirotake Soyano, Shunichi Kobayashi, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: The Fourth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms, ISABMEC 2009
  • 発表場所: Hengshan Picardie Hotel, Shanghai, China.
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Propulsion Mechanism Using Hydrofoil Fin with a Variable-Effective- Length Spring (2009)
  • 著者名/発表者名: Masataka Nakabayashi, Reiji Kobayashi, Shunichi Kobayashi, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: 2009 International Symposium on Intelligent Unmanned System, ISIUS-04
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] Propulsion Mechanism Using Hydrofoil Fin with a Variable-Effective-Length Spring (2009)
  • 著者名/発表者名: Masataka Nakabayashi, Reiji Kobayashi, Shunichi Kobayashi, Hirohisa Morikawa
  • 学会等名: 2009 International Symposium on Intelligent Unmanned System, ISIUS-04
  • 発表場所: Int.Convention Center JEJU, Korea.
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] 屈曲運動生物を規範とした多リンク型流体内推進機構 -フィン形状による遊泳速度の影響- (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一,寺島智樹,藤井京太, 森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2009
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2009-05-25
• [学会発表] 屈曲運動生物を規範とした多リンク型流体内推進機構-フィン形状による遊泳速度の影響- (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一, 寺島智樹, 藤井京太, 森川裕久
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-05-25