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2021 年度 研究成果報告書

センチュウの環境適応性に基づいた推進体の制御手法の実験的検討

研究課題

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研究課題/領域番号 20K14699
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関大阪府立大学

研究代表者

山野 彰夫  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90844184)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードバイオミメティクス
研究成果の概要

水中・潤滑油I・潤滑油IIの各粘性流体中で泳動実験を行い,推進体に作用する流体力を同定することで,実験結果を再現する数値解析モデルを構築した.次に,実験で用いた各粘性流体中において,各関節に位相をずらした正弦波トルクを入力する条件のもと,消費電力および推進速度を評価関数とするトレードオフ関係を算出した.うねり運動の波長において,流体の粘度が大きくなると泳動形態の波長が小さくなる傾向が確認された.流体の粘度に応じて適切な泳動形態を実現させる適応運動については,実験モデルにおいて運動の生成に成功しており,今後は,自励発振を用いた適応運動の制御パラメータの探索を試みる予定である.

自由記述の分野

機械力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

泳動の最適化およびモデルベース制御において,計算コストの小さい数値解析モデルは有用である.提案手法は,計測された挙動より推進体に作用する流体力を同定するものであり,様々な粘性流体中を泳動する複雑な断面を有する推進体においても,数値解析モデルを構築することが容易になる.また,うねり運動により接線方向の抗力が増大する現象が実験的に確認できた.
最適化計算では,流体の粘度の増加と共に位相差が増加する傾向が確認された.高粘性流体ではうねり泳動の波長の小さい方が推進効率が高いことを示しており,生物のセンチュウにおいても同様の運動が観察されている.適応運動の意義の解明の助けになると考えられる.

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公開日: 2023-01-30  

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