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特異な対称構造を持つクモヒトデから探る振る舞いの多様性の発現機序

研究課題

研究課題/領域番号 24246074
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関東北大学

研究代表者

石黒 章夫  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (90232280)

研究分担者 青沼 仁志  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (20333643)
松坂 義哉  東北大学, 医学系研究科, 講師 (30312557)
連携研究者 加納 剛史  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80513069)
坂本 一寛  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80261569)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
39,390千円 (直接経費: 30,300千円、間接経費: 9,090千円)
2015年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2014年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2013年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2012年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
キーワード自律分散制御 / クモヒトデ / 肢間協調 / 肢内協調 / 振る舞いの多様性 / 腕間協調 / 腕内強調 / 腕内協調 / レジリアンス
研究成果の概要

現在のロボットは,設計時に想定した稼働環境や使用目的に極度に最適化されているため,その振る舞いは著しく単調かつ画一的であり,またそれゆえに環境や身体の変化に対して脆弱である.一方で生物は,身体が持つ膨大な自由度の間に時空間的秩序を生み出すことで,適応的かつ多様な振る舞いを自己組織的に創り出している.本研究では,特異な対称性を持ち,自切する動物であるクモヒトデに着目し,状況依存的に多様かつレジリアントな振る舞いを発現する機序の解明を目的とした.その結果,比較的シンプルな自律分散制御則によって優れた適応性と耐故障性を有する振る舞いを再現できることを実験的に明らかにした.

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 局所麻酔実験から探るクモヒトデ神経系の分散性と機能局在2016

    • 著者名/発表者名
      松坂義也,佐藤英毅,加納剛史,青沼仁志,石黒章夫
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 腕を切断してもへこたれない生物「クモヒトデ」に学ぶレジリアントなシステムの設計論2015

    • 著者名/発表者名
      加納剛史
    • 学会等名
      平成27年度第4回ブレインウェア研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intra-limb Coordination Mechanism of Ophiuroid Locomotion2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ono, T. Kano, H. Aonuma, Y. Matsuzaka, and A. Ishiguro
    • 学会等名
      2015年日本数理生物学会/日中韓数理生物学コロキウム合同大会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 環境からの手応えを活用するクモヒトデのロコモーションに内在する自律分散制御則2015

    • 著者名/発表者名
      小野達也,加納剛史,青沼仁志,松坂義哉,石黒章夫
    • 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(ROBOMEC2015)
    • 発表場所
      みやこメッセ(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] クモヒトデのレジリアントな振る舞いに内在する「コト」の究明2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤英毅,小野達也,加納剛史,青沼仁志,松坂義哉,石黒章夫
    • 学会等名
      自律分散システム・シンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-01-22 – 2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クモヒトデのレジリアントなロコモーションに内在する自律分散制御則2014

    • 著者名/発表者名
      加納剛史,佐藤英毅,小野達也,青沼仁志,松坂義哉,石黒章夫
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 身体構造に応じた振る舞いを発現するクモヒトデ型ロボットの実機開発2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤英毅,小野達也,加納剛史,青沼仁志,松坂義哉,石黒章夫
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      九州産業大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mathematical Model of Inter-arm Coordination Mechanism of Ophiuroids2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kano, E. Sato, H. Aonuma, Y. Matuzaka, and A. Ishiguro
    • 学会等名
      日米数理生物学会合同大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クモヒトデから学ぶレジリアントなロボットの設計原理2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤英毅,加納剛史,青沼仁志,松坂義哉,石黒章夫
    • 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(ROBOMEC2014)
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クモヒトデの腕間協調メカニズムの数理モデル2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤英毅
    • 学会等名
      第26回自律分散システムシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 山上会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 身体構造に応じた振る舞いが可能なクモヒトデのロコモーションに内在する自律分散制御則の解明2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤英毅
    • 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(ROBOMEC2013)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 腕切断実験から探るクモヒトデの腕間協調メカニズム2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤英毅
    • 学会等名
      第23回日本数理生物学会大会
    • 発表場所
      静岡大学 浜松キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 局所麻酔実験から探るクモヒトデの歩行制御の神経機構

    • 著者名/発表者名
      松坂 義哉
    • 学会等名
      第45回東北地方生理学談話会
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 身体構造に応じた振る舞いを自己組織的に発現するクモヒトデの腕内協調メカニズム

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔太
    • 学会等名
      第30回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] クモヒトデのロコモーションから学ぶ大自由度系の自律分散制御 ~上位神経系 の介在を考慮した腕内協調のモデル化~

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔太
    • 学会等名
      第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Toward realization of resilient locomotion: Lessons from the locomotion of arm-amputated ophiuroids

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kano
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2013)
    • 発表場所
      Darmstadt, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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