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地表徘徊性動物のナビゲーション様式の観察のための無限平面装置の開発

公募研究

研究領域生物ナビゲーションのシステム科学
研究課題/領域番号 17H05968
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関弘前大学

研究代表者

岩谷 靖  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (10400300)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード知能機械 / 機械力学・制御 / 生態学
研究実績の概要

本研究は,地表徘徊性動物のナビゲーション様式を観察するための観察装置を開発することを目的とした。開発する観察装置は,トレッドミル(ルームランナー)を二次元方向に拡張したものであり,観察対象動物の移動と逆方向に装置を操作することで,対象動物を装置上の一点に留め続ける。本研究での開発対象は,傾斜や溝を有しない観察装置であり,これを無限平面装置と呼ぶ。
本研究では,無限平面装置の以下の三点の機構を開発した。
一つ目は,平面部分の機構である。まず,平面内部の機構として,自由回転する全方位車輪(横滑りする車輪)を円状に配置する。つぎに,この内部機構を覆うように,野球のボールのように伸張する二枚の布を球状に張り合わせる。このとき,布の伸張性を利用して,布を内部機構の円の半径方向に伸張することで,円形の平面を生成する。布の材質・形状や縫い方を工夫することで二次元方向に滑らかに回転する平面機構を作製できた。
二つ目は,平面の制御機構である。平面機能の下部にガイドを配置し,側部に回転駆動機構を取り付けた。下部のガイドは,平面が滑らかに回転するよう,全方位車輪を組み合わせ作製した。回転駆動部も非駆動方向に滑らかに回転するよう全方位車輪を用い,内部機構の全方位車輪とかみ合わせることで駆動方向に回転力を有する構造とした。この機構により,一次元方向の無限平面が作製可能であることを確認した。二次元方向の無限平面の生成については,今後も引き続き取り組む予定である。
三つめは,制御のための画像処理アルゴリズムである。種に依存せずマーカレスに対象動物の位置・姿勢を計測するための画像処理アルゴリズムを開発した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Markerless visual servo control of a servosphere for behavior observation of a variety of wandering animals2019

    • 著者名/発表者名
      Iwatani Yasushi、Ogawa Hiroto、Shidara Hisashi、Sakura Midori、Sato Takuya、Hojo Masaru K.、Honma Atsushi、Tsurui-Sato Kaori
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 33 号: 3-4 ページ: 183-194

    • DOI

      10.1080/01691864.2019.1570334

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] コモリグモの行動解析のための画像処理における誤差解析2018

    • 著者名/発表者名
      岩谷靖,鶴井香織,本間淳
    • 学会等名
      第19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
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 傾斜や溝を有しない無限平面システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      岩谷靖,鶴井香織,本間淳
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 傾斜や溝を有しない無限平面システムの提案2018

    • 著者名/発表者名
      岩谷靖,鶴井香織,本間淳
    • 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
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Feature-based orientation estimation for wandering spiders from top-view image sequences2017

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Iwatani, Kaori Tsurui, and Atsushi Honma
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コモリグモの行動観察のための画像抽出2017

    • 著者名/発表者名
      岩谷靖,鶴井香織,本間淳
    • 学会等名
      第18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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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