| 研究領域 | サイバー・フィジカル空間を融合した階層的生物ナビゲーション |
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| 研究課題/領域番号 |
24H01452
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅳ)
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
高橋 英俊 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (90625485)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2025年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 風速センサ / ピトー管 / バイオロギング / 流速センサ / 海鳥 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、海鳥に取り付け可能なピトー管型の防水流速センサによる計測システムを創成する。研究開発したシステムを利用し、GPSから得られる対地速度と組み合わせることで、バイオロギングによる実際の海鳥の飛行中の対地速度ベクトル、対気速度、風速ベクトルを明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
当該年度においては、提案する防水ピトー管を現状のロガー（NinjaScan）をベースにI2C通信でセンサ情報を取得するシステムを実際の実験対象であるオオミズナギドリに取り付けられる装置として構築した。防水ピトー管はMEMS差圧センサチップを配置した基板を3Dプリンタで製作した2つの筐体で挟み込み製作している。またナノ開口構造フィルムを動孔と静孔に接着し、空中では空気を通す一方で、海中で水が流入しないようになっている。防水ピトー管の寸法は全長30 mm程度であり、ターゲットであるオオミズナギドリに対して十分に小さい。
製作したセンサを風洞と小型回流水槽を用いて、それぞれの風速と流速に対する圧力の応答を計測した。風洞実験では、0-10 m/sを1 m/s刻みで与えた結果、原理通り、圧力は風速と2乗の関係となった。また、回流水槽実験では0-1.6 m/sを0.2 m/s刻みで与えた。センサが計測した圧力は減衰されており、圧力と流速は0.84乗の関係となった。これらから、提案センサは風速と流速の両方の計測が可能であることが確認できた。
さらにダミーのセンサ付きのロガー装置を、岩手県の三陸沖海岸のオオミズナギドリの繁殖地の島において、繁殖中の親鳥を捕獲し、装置を搭載した後に沖合いまで移送し放鳥した。放鳥され、同日に島に戻ったオオミズナギドリから装置を回収し、構造的に壊れていないことを確認した。
またこれらの研究成果について、センサに関する最も権威のある会議の一つであるIEEE Sensors2025国際学会で1件、国内学会で1件発表し、国内学会においては速報ポスター賞ファイナリストに選出された。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の予定通り、提案するピトー管を搭載したロガーを研究開発し、要求仕様を満たすことを確かめた。さらに、ダミーの装置を実際のオオミズナギドリに取り付け、実際にバイオロギング実験が可能であることを示した。これらの実績からおおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今度の研究の推進方策としては、構築したセンサ付きロガー装置をオオミズナギドリに取り付け、飛行中の対気速度計測を行う。計測したIMU、GPSなどのデータにより対地速度ベクトルを算出し、製作した風速センサによって得られた対気速度と比較することで、オオミズナギドリの飛行中の対地速度ベクトル、対気速度、風速ベクトルの3つを算出できることを示す。
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