昆虫の飛行制御の研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18100002
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 河内 啓二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60143400)
• 研究分担者: 砂田 茂 大阪府立大学, 工学系研究科, 准教授 (70343415) ; 得竹 浩 金沢大学, 工学系研究科, 准教授 (80295716) ; 劉 浩 千葉大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10342875) ; 神崎 亮平 東京大学, 先端科学技術センター, 教授 (40221907) ; 下山 勲 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (60154332)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: システム生物学

研究概要

昆虫は3億年に及ぶ自然淘汰の歴史に耐え抜いた信頼性と実績のある飛行制御システムを持っている。このシステムを細胞レベルからシステムレベル、さらに人工物による実証機レベルまで統一的に解明した結果、昆虫の持つ優れた制御メカニズムが細部に渡って定量的に明らかになった。すなわちはばたき運動をつかさどる神経ネットワークがどのように結合され、神経情報によって筋肉や羽がどのように動き、羽の周りの空気の動きや羽に働く空気力の変動が解明され、それらを統合した昆虫の動きの記述法が創出された。

研究成果

• [雑誌論文] Pitch, roll, and yaw damping of a flapping wing, (2010)
  • 著者名/発表者名: Sunada, S., Hatayama, Y., Tokutake, H.
  • 雑誌名: AIAA Journal Vol.48, No.6 ページ: 1261-1265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability analysis of gliding flight of a swallowtail as an example of a tailless airplane flying at a low Reynolds number (2010)
  • 著者名/発表者名: Okamoto,M., Sunada, S., Tokutake, H.
  • 雑誌名: AIAA Journal Vol.48, No.12 ページ: 2970-2976
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lifferential pressure measurement using a free-flying insect-like ornithrpter with an MEMS sensor. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahasi, H., Aoyama, Y., Ohsawa, K., Tanaka, H., Iwase, E., Matsmoto, K., Shimoyama, I.
  • 雑誌名: Bioinspiration & Biomimetics 5 ページ: 5/2/036005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability analysis of a gliding flight of a swallowtail Papilio xuthus (2009)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, M., Sunada, S., Tokutake, H.
  • 雑誌名: Journal of theoretical biology Vol.257 ページ: 191-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated modeling of insect flight : from morphology, kinematics to aerodynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Liu
  • 雑誌名: Journal of Computational Physics Vol.228(2) ページ: 439-459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active controls of free flight maneuvers in a hawkmoth, Agriu convolvuli (2008)
  • 著者名/発表者名: Wang H., Ando N., Kanzaki R.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology Vol.211 ページ: 423-432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near- and far-field aerodynamics in insect hovering flight : an integrated computational study (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Aono, H.Liu
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology (Cover) Vol.211 ページ: 239-257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of a three-dimensional insect-wingmodel by micromolding of thermosetting resin with a thin elastic-mold (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Tanaka, Kiyoshi Matusumoto, Isao Shimoyama
  • 雑誌名: J.of Micromechianics and Microengineering Vol.17, No.12 ページ: 2485-2490
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response characteristics of visual altitude control system in Bombus terrestris (2006)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Kawachi, K.
  • 雑誌名: J.of Experimental Biology Vol.209 ページ: 4533-4545
  • 査読あり
• [雑誌論文] A fluid-structure interaction model of insect flight with flexible wings
  • 著者名/発表者名: Nakata, T., Liu, H.
  • 雑誌名: Journal of Computational Physics (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Flight motor responses to looming visual stimuli in tethered flying bumblebees, Bombus ignites (2010)
  • 著者名/発表者名: Ando, N., Sano, Y., Andoh, T., Takahashi, H., Knazaki, R.
  • 学会等名: 9th International Congress of Neuroethology
  • 発表場所: Salamanca, Spain.
  • 年月日: 20100805-20100807
• [学会発表] Passive unsteady aerodynamic force of a swallowtail butterfly (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H., Shimoyama, I.
  • 学会等名: Annual Main Meeting of the Society for Experimental Biology (SEB09)
  • 発表場所: Glasgow, UK.
  • 年月日: 20090628-20090701
• [学会発表] Flight control of an insect (2008)
  • 著者名/発表者名: Sunada, S.
  • 学会等名: The 3rd International conference 'Smart' materials, structures and systems (Invited)
  • 発表場所: Sicily, Italy
  • 年月日: 20080608-20080613
• [学会発表] Vortex dynamics, wake topology and high lift production in insect hovering : an integrated computational study (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Liu, H.Aono
  • 学会等名: Proceedings of Biological Approaches for Engineering, (Invited)
  • 発表場所: Southampton, UK
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] 昆虫の飛行制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 河内啓二
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会飛行機シンポジウム(招待)
  • 発表場所: 大宮
  • 年月日: 2006-10-18
• [図書] Encyclopedia of Aerospace Engineering, Vol.7(Developments of Centimeter-sized Aircraft)Chapter 355 (2010)
  • 著者名/発表者名: Sunada, S., Tokutake, H.
  • 出版者: (分担執筆)
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.kawachi.rcast.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.brain.rcast.u-tokyo.ac.jp/
• [産業財産権] 2重反転回転翼機 (2006)
  • 発明者名: 砂田茂、得竹浩
  • 権利者名: 大阪府立大学
  • 産業財産権番号: 特許,2006-279062～4
  • 出願年月日: 2006-10-12