| 研究課題/領域番号 |
21K18695
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
延原 肇 筑波大学, システム情報系, 教授 (80359687)
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| 研究分担者 |
河合 新 筑波大学, システム情報系, 助教 (40803549)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | ドローン / サロゲートモデル / データ同化 / コアンダ効果 / 自己組織化マップ / 流体シミュレーション / 人工知能 / 流体力学 / UAV / チルトスラスト機構 / 制御モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界的なドローンブームが落ち着き、冷静な視点からドローンの利活用について見直しが行われている。特に、人の手などがドローンのプロペラに接触することで怪我をする事故が後を絶たないことから、安全対策への注目が集まっている。本研究では、プロペラを用いない推進機構を搭載したドローンを開発するための、推進機構の搭載方法から、それに基づく制御理論を新たに構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、ドローン利活用をポジティブに推進するための対策として、機体構造および制御設計を抜本から改善した安全ドローンを提案することである。より具体的には、ドローン事故のリスク要因の大半を占める回転推進機構（プロペラ）を使わずに、コアンダ効果を用いた推進機構に基づく新たなドローンを提案した。提案推進機構を、流体シミュレーションによる予測と、3Dプリンタで作成した実機の推力計測結果を同化させ、自己組織化マップによる最適な設計機構の絞り込みを行った。さらにサロゲートモデルによる学習・予測結果を使うことで探索空間の粒度を細かくできることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、これまでのドローンの回転機構によるリスクを払拭することができるので、プラント施設やインフラ施設の無人自律飛行による点検、植物工場やハウス内の無人点検、防除などあらゆる可能性が展開できる。学術的にみても、本研究で目的とするチルトスラスト機構は、従来のドローンの機構も包括した上で、今後のドローンのマーケットの潮流を大きく変革させることができ、学術的な意義および社会的意義を十分に有していると言える。
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