ノイズで推進する柔らかいマイクロスイマーの開発

• 研究領域: ソフトロボット学の創成：機電・物質・生体情報の有機的融合
• 研究課題/領域番号: 21H00316
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 石川 拓司 東北大学, 医工学研究科, 教授 (20313728)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2021年度)
• 配分額: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円); 2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: マイクロロボット / 遊泳 / シミュレーション / ノイズ

研究開始時の研究の概要

水中を遊泳するマイクロロボットは小型化が容易なため、医療や環境分野への応用が期待されている。本研究では、従来の研究哲学とは異なり、「環境ノイズを利用した新しい推進原理」を探求する。マイクロスイマーは小型であるため、周囲の流れ場は慣性を無視できるストークス流れと近似できる。ストークス流れ中は単純な往復運動では推進できず、非対称な変形が必須となる。本研究では、乱流のようなランダムなせん断応力場をエネルギー源として非対称に変形することで、乱れ中を所望の方向へと推進する柔らかい推進原理を開発する。数理と実験、数値シミュレーションを融合し、原理の実証に取り組む。