| 研究課題/領域番号 |
21H01552
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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24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2021) |
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研究代表者 |
有馬 正和 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (70264801)
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| 研究分担者 |
石井 和男 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (10291527)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | 自律型海中ロボット / ハイブリッド型水中グライダー / KAUBE-1500MkII / 潜航シミュレーション / 自律制御 / 実海域試験 / エネルギー効率 / 機動性 / KAUBE-1500 / ハイブリッド型AUV |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究で提案する「ハイブリッド型海中ロボット（HAUV）」は浮力調整装置と重心移動装置を備え、鉛直姿勢での潜降・浮上を行うことで流体抵抗を減らし、海中では水中スラスター（推進機）で自由に行動することができるため、エネルギー効率を大幅に改善して機動性を高めた行動を実現できる。本研究の目的は、HAUVの試験機KAUBE-1500を改装して海中での運動性能をさらに向上させるとともに、実海域で海洋資源エネルギーの探査および海洋環境生態系の観測を行い、実用化を目指す。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は、当初の研究計画に沿って、下記の３項目を実施した。
①HUGの潜航シミュレーション手法の構築：令和４年度（2022年度）に構築したハイブリッド型水中グライダーKAUBE-1500のエネルギー消費推定手法に基づいて、KAUBE-1500MkIIの実海域潜航シミュレーション手法を検討した。まず、機体の機動性（旋回性能）を向上させたKAUBE-1500MkIIの1/3縮尺機体模型を用いて、水産技術研究所・漁船推進性能実験棟の長水槽において水槽試験を実施した。抵抗試験および強制動揺試験を実施して、水平姿勢および垂直姿勢で潜降・浮上する場合に機体にはたらく流体力係数を求めた。また、数値流体力学（CFD）ソフトウェアよって機体にはたらく流体力を推定し、水槽試験との比較を行った。KAUBE-1500MkIIの高精度の潜航シミュレーションモデルを構築した。
②HUGの自律制御系の構築と実証試験：自律型海中ロボットKAUBE-1500の運動性能を大幅に向上させるために令和4年度に改造された自律型海中ロボットKAUBE-1500MkIIの高度知能化を実現するために、自律制御システムを開発した。その自律制御システムの妥当性と有効性を検証するために、鹿児島湾（鹿児島県）において実海域試験を実施した。自律制御系の動作確認を行うとともに、得られた潜航データを用いて①で構築した潜航シミュレーションの検証、評価を行った。
③HUGの実用化に向けた検討：将来のハイブリッド型水中グライダーの実用化を目指して、海洋環境生態系モニタリングにおける課題の抽出と解決策の検討を行った。鉛直姿勢での潜降と浮上を実現することのできるKAUBE-1500および同MkIIは、優れたエネルギー効率を実現していることを明らかにするとともに、将来の深海底生微生物の遺伝子解析機能を搭載したHUGの構想へと結びついた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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