粘弾性フィンを用いた災害時移動用生物規範型水中推進ロボットの開発

• 研究課題/領域番号: 25420216
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 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: 信州大学
• 研究代表者: 小林 俊一 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (50225512)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: バイオミメティクス / ロボティクス / バイオメカニクス / 流体内推進

研究成果の概要

本研究は魚類の尾びれを規範とした弾性フィンの水中推進性能向上のため，常に最適な剛性となる機能をフィンに付加し，災害時移動用生物規範型水中推進ロボットとして開発するものである。この実現のために，フィンにダイラタント流体と繊維を封入した繊維複合粘弾性フィンを開発した。そのフィンの推進特性とフィンの挙動を検討した結果，最適剛性を保持する特長を有しており，また，災害時の水中における瓦礫などとの干渉があっても問題無い柔軟さであることから，災害時移動用水中推進ロボットの推進器として用いることに問題が無いことを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] 可変剛性機構を備えたフィンによる流体内推進機構に関する数値解析的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中林正隆, 山崎渉, 小林俊一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 80 号: 812 ページ: FE0088-FE0088
  • DOI: 10.1299/transjsme.2014fe0088
  • NAID: 130003399164
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Propulsion Mechanism in Fluid Using Variable-Stiffness Fin with Torsional Rectangular Elastic Plates (2013)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi and Hirohisa Morikawa, Hirotake Soyano, Masataka Nakabayashi
  • 雑誌名: International Journal of Offshore and Polar Engineering 巻: 23 (3) ページ: 172-177
  • 査読あり
• [学会発表] ダイラタント流体入り繊維複合粘弾性フィンよる生物規範型水中推進機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉山皓亮，金田望，小林俊一
  • 学会等名: 日本機械学会第27回バイオフロンティア講演会論文集
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-10-22
• [学会発表] ダイラタント流体を封入した粘弾性フィンよる生物規範型水中推進機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金田 望，杉山皓亮，小林俊一
  • 学会等名: 第35回エアロ・アクアバイオメカニズム学会講演会資料
  • 発表場所: 北海道大学函館キャンパス(北海道函館市）
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] ダイラタント流体を封入した粘弾性フィンよる生物規範型水中推進機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉山皓亮，金田 望，小林俊一
  • 学会等名: 計測自動制御学会中部支部シンポジウム2016講演論文集
  • 発表場所: 信州大学上田キャンパス（長野県上田市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] 可変剛性フィンを用いた生物規範型水中推進機構を備えた模型潜水艇の推進特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一，藤原奨平
  • 学会等名: 日本機械学会2016年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] Bio-inspired Aquatic Propulsion Mechanism Using Variable Stiffness Fin with Torsional Elastic Rectangular Plates and Crescent Wing (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Keiya Takahashi, Shohei Fujiwara
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Aero-aqua Bio-Mechanisms (ISABMEC2014)
  • 発表場所: HAWAII TOKAI INTERNATIONAL COLLEGE （米国ハワイ州ホノルル市）
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-16
• [学会発表] 三日月翼付き可変剛性フィンを用いた生物規範型水中推進機構を備えた模型船の推進特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原奨平，小林俊一
  • 学会等名: 日本機械学会2014年度年次大会
  • 発表場所: 東京電機大学 東京千住キャンパス（東京都足立区）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 水棲生物の遊泳形態から応用した水中推進機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林俊一
  • 学会等名: 可視化情報シンポジウム2014
  • 発表場所: 工学院大学新宿キャンパス（東京都新宿区）
  • 年月日: 2014-07-21 – 2014-07-22
  • 招待講演
• [学会発表] 可変剛性フィンを用いた生物規範型水中推進機構を備えた模型船の推進特性－フィン形状による影響－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原奨平，高橋佳也，小林俊一
  • 学会等名: 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門ロボティクス・メカトロニクス講演会2014 in Toyama
  • 発表場所: 富山市総合体育館（富山県富山市）
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-29
• [学会発表] Propulsion Characteristics of Bioinspired Propulsion Mechanism in Fluid Using Variable Stiffness Fin with Torsional Rectangular Elastic Plates (2013)
  • 著者名/発表者名: Shunichi Kobayashi, Keiya Takahashi, Shouhei Fujiwara
  • 学会等名: Proceedings of the Twenty-third (2013) International Offshore and Polar Engineering Conference
  • 発表場所: Anchorage，USA
• [学会発表] 弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた生物規範型流体内推進機構(一様流中における推進特性) (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋佳也，藤原奨平，小林俊一
  • 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2013
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 可変剛性フィンを用いた生物規範型流体内推進機構を備えた模型船の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原奨平，高橋 佳也，小林 俊一
  • 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2013
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 可変剛性フィンを用いた生物規範型流体内推進機構を備えた模型船の推進特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原奨平，高橋 佳也，小林 俊一
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [備考] 北海道大学博物館 バイオミメティクス市民セミナー（第３６回）案内
  • URL: http://www.museum.hokudai.ac.jp/event/article/286/
• [産業財産権] ダイラタント流体を用いた複合材料 (2016)
  • 発明者名: 小林俊一, 金田 望，杉山皓亮
  • 権利者名: 信州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-117741
  • 出願年月日: 2016-06-14