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創成流場と非線形相互作用する昆虫飛翔の適応力のロボテック・バイオロジーによる解明

研究課題

研究課題/領域番号 25289062
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関京都大学

研究代表者

泉田 啓  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60206662)

研究分担者 飯間 信  広島大学, 大学院理学研究科, 准教授 (90312412)
平井 規央  大阪府立大学, 大学院生命環境科学研究科, 准教授 (70305655)
横山 直人  京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (80512730)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード昆虫 / 飛翔 / 非線形相互作用 / 適応能力 / ロボテック・バイオロジー / ロボテック・バイオロジー
研究成果の概要

蝶の羽ばたき飛翔を神経(制御)系-身体-環境(流場)の動的相互作用により成立する適応的運動能力(運動知能)と捉え,発現メカニズムの解明を目的とする.生体の蝶を用いた実験観測という生物学的アプローチにより,羽ばたき動作に対応する筋電のデータを得た.ロボティック・バイオロジー・アプローチにより,翅周りの流場の微細で複雑な渦構造を実験的に観測した.数値モデルを用いた工学的アプローチにより,渦列流場と翅の構造柔軟性を用いて不安定性を低減し,能動的制御により飛翔を安定化できること,渦との相互作用によりマヌーバが可能なことを示した.システム論的アプローチにより,生体の蝶の制御系のモデルを構築した.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (60件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 17件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] KAIST(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Implicit and Explicit Controls in Flapping Flight of Butterfly2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Senda
    • 雑誌名

      International Symposium on Nature-Inspired Technology

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] プラント変動の推定に基づく近似ベイジアン強化学習とペグ・イン・ホール・タスクへの適用2016

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓, 菱沼 徹,谷 百合夏
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 29-3 ページ: 122-129

    • NAID

      130005157767

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] シルビアシジミのボルバキア感染と性比異常2016

    • 著者名/発表者名
      平井規央
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 51-1 ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Differences in pupal cold hardiness and larval food consumption between overwintering and non-overwintering generations of the common yellow swallowtail, Papilio machaon (Lepidoptera: Papilionidae), from the Osaka population2016

    • 著者名/発表者名
      N. Hirai, Y. Hirai, M. Ishii
    • 雑誌名

      Entomological Science

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flight Control of a Flapping Butterfly Considering Time Delay2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Senda
    • 雑誌名

      Asian-Pacific Conference on Biomechanics

      巻: 1 ページ: 72-72

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二次元流中における非対称剥離渦か物体に及ほす力の解析2015

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2015講演論文集

      巻: 2015 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Analysis of Transient Orbits by the Pullback Method for Covariant Lyapunov Vector2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi and M. Iima
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Mechanics Japan

      巻: 63 号: 0 ページ: 91-96

    • DOI

      10.11345/nctam.63.91

    • NAID

      130005103425

    • ISSN
      1348-0693, 1349-4244
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 流れが駆動する平板のピッチ運動2015

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 飯間 信
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2015講演論文集

      巻: 2015 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大阪府北部の鴻応山周辺におけるギフチョウ個体群と食草群落の現状2015

    • 著者名/発表者名
      吉村忠浩,竹内剛,森地重博,Anja Sliwa,平井規央,石井実
    • 雑誌名

      蝶と蛾

      巻: 66-2 ページ: 62-67

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      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of photoperiod and temperature on the development and diapause of the endangered butterfly Zizina emelina (Lepidoptera: Lycaenidae)2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakamoto, N. Hirai, M. Ishii
    • 雑誌名

      Journal of Insect Conservation

      巻: 19 号: 4 ページ: 639-645

    • DOI

      10.1007/s10841-015-9786-1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Population genetic structure and Wolbachia infection in an endangered butterfly, Zizina emelina (Lepidoptera, Lycaenidae), in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, Y., N. Hirai, T. Tanikawa, M. Yago, and M. Ishii
    • 雑誌名

      Bulletin of Entomological Research

      巻: 105 号: 2 ページ: 152-165

    • DOI

      10.1017/s0007485314000819

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      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new Anania species from Japan, a close relative of A. crocealis in Europe (Lepidoptera, Crambidae).2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshiyasu, M. Sakakibara, and N. Hirai
    • 雑誌名

      Lepidoptera Science

      巻: 65 ページ: 142-149

    • NAID

      110009885335

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      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Study on the Flight Control of a Flapping Butterfly Considering Time Delay2014

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, N. Yokoyama, S. Lee, H. Yamamoto, N. Hirai, and M. Iima
    • 雑誌名

      International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms

      巻: 1 ページ: 101-106

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Acceleration of Reinforcement Learning by Policy Evaluation Using Nonstationary Iterative Method2014

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, S. Hattori, T. Hishinuma, and T. Kohda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Cybernetics

      巻: 44-12 号: 12 ページ: 2696-2705

    • DOI

      10.1109/tcyb.2014.2313655

    • NAID

      120005522521

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二次元流中における非対称剥離渦か物体に及ほす力の解析2014

    • 著者名/発表者名
      大山 達之,飯間 信
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2014講演論文集

      巻: 2014 ページ: 1-4

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      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wing color change by sunlight irradiation in the spotless grass yellow butterfly, Eurema laeta bethesba (Lepidoptera, Pieridae)2014

    • 著者名/発表者名
      I. Tanahashi, T. Mifune, N. Hirai, and M. Ishii
    • 雑誌名

      Lepidoptera Science

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of Artificial Control with Flight Control of Living Butterfly2013

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, L. Seunggyu, M. Matsusaka, T. Obara, N. Yokoyama, N. Hirai, and M. Iima
    • 雑誌名

      Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology

      巻: 04-07-2 ページ: 1-9

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      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Panel Method Model for Flapping Butterfly Compared with Experiment2013

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, N. Yokoyama, H. Yamamoto, T. Nishikata, T. Obara, M. Kitamura, N. Hirai, and M. Iima
    • 雑誌名

      Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology

      巻: 04-06-1 ページ: 1-5

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      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ウラナミジャノメの保全遺伝学的研究2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川湧人,竹内剛,平井規央,上田昇平,石井実
    • 学会等名
      日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市)
    • 年月日
      2016-03-26
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      2015 実績報告書
  • [学会発表] 温度条件から見たクロマダラソテツシジミの日本列島定着の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      大津建大,平井規央,石井実,鈴木丈詞,天野洋
    • 学会等名
      日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市)
    • 年月日
      2016-03-26
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      2015 実績報告書
  • [学会発表] アサギマダラ幼虫の腸肉細菌叢の解析2016

    • 著者名/発表者名
      岡野凌ー,新居靖崇,倉橋健介,徳本勇人,石井実,平井規央
    • 学会等名
      日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市)
    • 年月日
      2016-03-26
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      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単一渦近似を用いた翼からの剥離渦運動の解析2016

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Separation vortices dynamics of the single vortex model2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      The second workshop on Applied and Computational Complex Analysis
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2016-01-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Implicit and Explicit Controls in Flapping Flight of Butterfly2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Senda
    • 学会等名
      International Symposium on Nature-Inspired Technology
    • 発表場所
      Daejeon (Korea)
    • 年月日
      2016-01-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Longitudinal dynamic stability of two-dimensional butterfly model in forward flight2015

    • 著者名/発表者名
      Jeeva Jayakumar, Kei Senda, Naoto Yokoyama
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究: 生物流体力学における運動の諸相
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 二次元流中における非対称剥離渦か物体に及ほす力の解析2015

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2015
    • 発表場所
      東工大(東京都)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 流れが駆動する平板のピッチ運動2015

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 飯間 信
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2015
    • 発表場所
      東工大(東京都)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Flight Control of a Flapping Butterfly Considering Time Delay2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Senda
    • 学会等名
      Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analytical Study of the Dynamics of the Separation Vortices from the Body Using Single Vortex Approximation2015

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      8th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 変動の推定に基づく強化学習とペグ・イン・ホール・タスクへの適用2015

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓,菱沼 徹
    • 学会等名
      ステム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      中央電気倶楽部(大阪市)
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 自由飛翔計測実験に基づく蝶の羽ばたき飛翔の解析2015

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓,横山直人,井上裕登
    • 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2015
    • 発表場所
      京都市勧業館(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] 蝶の羽ばたき飛翔における構造柔軟性による受動的安定性2015

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓,中山弘幸
    • 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2015
    • 発表場所
      京都市勧業館(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] CT撮影によるアサギマダラの飛翔筋と胸部外骨格の構造2015

    • 著者名/発表者名
      平井規央,泉田 啓,飯間 信,横山直人
    • 学会等名
      日本鱗翅学会近畿支部第151回例会
    • 発表場所
      大阪府立大学I-siteなんば(大阪市)
    • 年月日
      2015-05-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 運動直後の非対称剥離渦が物体に及ぼす力・モーメントの解析2015

    • 著者名/発表者名
      大山達之,飯間信
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 石川県産シルビアシジミの生活史と遺伝的変異2014

    • 著者名/発表者名
      平井規央,坂本佳子,矢後勝也,石井 実
    • 学会等名
      日本鱗翅学会第61回大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大阪におけるテングチョウの大発生と幼虫の体色の変異2014

    • 著者名/発表者名
      石井 実,平井規央
    • 学会等名
      日本鱗翅学会第61回大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二次元流中における非対称剥離渦が物体に及ぼす力の解析2014

    • 著者名/発表者名
      大山達之,飯間信
    • 学会等名
      流体力学会年会2014
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 平板のピッチ運動と流れの相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      横山直人,飯間信
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2014
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 石川県産シルビアシジミの遺伝的変異2014

    • 著者名/発表者名
      平井規央,坂本佳子,矢後勝也,石井 実
    • 学会等名
      日本昆虫学会第74回大会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 流体構造相互作用としての蝶の飛翔における縦方向安定性2014

    • 著者名/発表者名
      横山直人
    • 学会等名
      航空宇宙学会関西支部第447回航空懇談会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Study on the Flight Control of a Flapping Butterfly using Experiments and Numerical Models2014

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, N. Yokoyama, S. Lee, H. Yamamoto, T. Obara, T. Nishikata, N. Hirai, and M. Iima
    • 学会等名
      7th World Congress of Biomechanics
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts, USA
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 斜めにおかれた物体から発生する剥離渦のダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      大山達之,飯間信
    • 学会等名
      第12回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
    • 発表場所
      博多
    • 年月日
      2014-06-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラントの内挿による変動プラント・モデルを用いたロバスト強化学習とペグ・イン・ホールへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓,大坪 立サミュエル
    • 学会等名
      第58回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラント変動の推定に基づく強化学習2014

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓,菱沼 徹
    • 学会等名
      第58回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 円錐形を模した物体の落下時における渦発生の解析2014

    • 著者名/発表者名
      大山達之, 飯間信
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 蝶の羽ばたき飛翔の制御2013

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓, 李 承珪, 横山直人
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度 年次大会
    • 発表場所
      岡山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 羽ばたく蝶の流場の実験とパネル法モデルによる観測2013

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓, 李 承珪, 横山直人
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度 年次大会
    • 発表場所
      岡山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 羽ばたく蝶の実験とパネル法モデルに基づく制御の検討2013

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓,李 承珪,山本 啓貴,横山 直人
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「生物流体力学における流れ構造の解析と役割」
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 可視化情報と流体力学的力2013

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 空気中を自由落下する円錐形物体の非定常運動の解析2013

    • 著者名/発表者名
      大山達之, 飯間信
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度 年次大会
    • 発表場所
      岡山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光によるツマグロキチョウの裏翅の変色2013

    • 著者名/発表者名
      棚橋一郎,御船藤志,平井規央,石井実
    • 学会等名
      日本鱗翅学会第60回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大阪国際空港とその周辺生息地におけるシルビアシジミのメタ個体群構造2013

    • 著者名/発表者名
      蓑原茂,森地重博,平井規央
    • 学会等名
      日本鱗翅学会第60回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ギフチョウは気候温暖化により衰退するか?2013

    • 著者名/発表者名
      石井実,谷川哲朗,天満和久,天満奈央,平井規央
    • 学会等名
      日本鱗翅学会第60回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] モンシロチョウは赤い花が見えるか?2013

    • 著者名/発表者名
      佐々木理菜,平井規央,石井 実
    • 学会等名
      日本鱗翅学会第60回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 蝶の飛翔の縦方向安定性2013

    • 著者名/発表者名
      横山 直人,飯間 信,泉田 啓,平井 規
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2013
    • 発表場所
      小金井
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 蝶の羽ばたき飛翔の縦方向運動の時間スケール2013

    • 著者名/発表者名
      横山 直人,飯間 信,泉田 啓,平井 規央
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「生物流体力学における流れ構造の解析と役割」
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 数理解析研究所講究録No.1940「RIMS 共同研究『生物流体における計測問題」2015

    • 著者名/発表者名
      飯間 信(編)
    • 総ページ数
      133
    • 出版者
      京都大学 数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 数理解析研究所講究録No.1900「RIMS 共同研究『生物流体における流れ構造の解析と役割」2014

    • 著者名/発表者名
      飯間信(編)
    • 総ページ数
      149
    • 出版者
      京都大学 数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 京都大学 航空宇宙力学講座

    • URL

      http://space.kuaero.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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