羽ばたき遊泳動物の敏捷性と効率性を両立する運動制御メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 24K00845
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 田中 博人 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80624725)
• 研究分担者: 加古川 篤 立命館大学, 理工学部, 准教授 (50755486) ; 菊地 デイル万次郎 東京農業大学, 農学部, 助教 (30793343) ; 青木 尊之 東京工業大学, 学術国際情報センター, 教授 (00184036) ; 中島 求 東京工業大学, 工学院, 教授 (20272669)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2025年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2024年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: バイオメカニクス / バイオミメティクス / 水中ロボット / 羽ばたき翼 / ペンギン

研究開始時の研究の概要

ペンギン等の羽ばたき遊泳動物は、自在に動く翼や足等を駆使して敏捷な機動と高速巡航の両方を実現できるが、その運動制御メカニズムは生物学的にも工学的にも未知である。そこで本研究は、ペンギン等の詳細な運動解析、準定常流体力計算に基づく動力学シミュレーション、模倣ロボットによる遊泳実証を通して、多様な急機動と高速巡航を実現する最適な翼・足運動を導出し、いかに動物が敏捷性と効率性という相反する性能を両立させるのかを解明する。さらに羽ばたき翼の力計測と流れ場可視化実験および流体数値シミュレーションを行い、流体力学メカニズムを明らかにする。