細管内の高粘性流体を効率的に遊泳するための鞭毛変形モデルの構築と遊泳機構の開発

• 研究課題/領域番号: 25K17564
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
• 研究機関: 中央大学
• 研究代表者: 伊藤 文臣 中央大学, 理工学部, 助教 (80999821)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2027年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: バクテリア / ロボット / 鞭毛 / 狭所

研究開始時の研究の概要

本研究は、バクテリアが狭所環境において鞭毛を体に巻き付けるように変形させて遊泳する現象に着目し、その流体力学的な役割をロボットによる実験と数理モデルにより明らかにすることを目的とする。特に、壁面との距離や管内径、流体の粘性といった環境条件に対して、鞭毛の変形が推進効率に与える影響を定量的に解析する。また、得られた知見をもとに、周囲の環境に応じて鞭毛の形状を動的に変形させるロボット機構を構築し、従来の技術では困難であった高粘性流体中や細径管内における効率的な遊泳と検査を実現する。これにより、医療やインフラ点検など、狭小空間における新たなロボティクス応用の可能性を拓く。