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2010 年度 実績報告書

マルチスケールデザイン学の構築:有殻原生生物の進化解明から宇宙構造物の設計まで

研究課題

研究課題/領域番号 21200053
研究機関京都大学

研究代表者

岸本 直子  京都大学, 工学研究科, 研究員 (60450714)

研究分担者 吉野 隆  東洋大学, 理工学部, 准教授 (60269496)
木元 克典  海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 技術研究主任 (40359162)
栗原 敏之  新潟大学, 自然科学系, 助教 (10447617)
石田 直人  新潟大学, 理学部, 技術補佐員 (20534746)
キーワードマルチスケールデザイン / 宇宙構造物 / 有殻原生生物 / シミュレーション工学 / 進化 / 最適設計
研究概要

本研究は、理学および工学の目的と手法を融合させ、スケールや環境の違いにロバストあるいは適応的な設計原理を探索するものである。本年度は、既存の3次元骨格データを使って3次元模型を製作し、理学および工学の研究者双方が、有殻原生生物骨格の3次元形状に関する共通認識をもつとともに、実際の形状に基づいた数理モデル化、構造解析による力学特性の解明、進化や空間分布等の解釈に至る一連の研究手法の確立を目指した。
本年度は、3次元形態が既に得られている有孔虫については、3次元データに基づいて沈降速度を推定し、生息深度との対応を確認するとともに、実際の骨格を用いて沈降速度計測実験をおこない抵抗係数に関する考察をおこなった。また、従来から検討を進めている球形放散虫に関する数理モデルを詳細化した。
さらに新たな試みとして、従来から3次元データが取得されている有孔虫のほかに、解像度の点で3次元形状の取得が困難であった放散虫骨格について、3次元形状の取得とその数理モデル化、ならびに形態の幾何学的・力学的特性の解明に着手した。具体的には、マイクロCTを用いて100~300μmの大きさである放散虫の3次元形態を取得することに成功し、そのうちPantanelliumについては、孔の数や形態に関する幾何学的な考察を進めることができた。
また、3次元造形機にて製作した有孔虫の石膏模型を、神奈川県立生命の星・地球博物館主催2010年度特別展「日本列島20億年 その生い立ちを探る」にて展示し、さらに独立行政法人海洋研究開発機構 国際海洋情報センター常設展の展示のために提供し、研究内容を広く公開した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 太平洋外洋域に3抽出した2列状旋回浮遊性有孔虫とその意義2011

    • 著者名/発表者名
      木元克典
    • 学会等名
      MRC2011 in Sendai
    • 発表場所
      東北大学理学部
    • 年月日
      2011-03-05
  • [学会発表] プランクトンのかたちと機能-宇宙工学者のからのアプローチ-2011

    • 著者名/発表者名
      岸本直子
    • 学会等名
      MRC2011 in Sendai
    • 発表場所
      東北大学理学部(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-04
  • [学会発表] Pantanelliumの外層殻にみられる殻孔枠の配列とその分類学的評価2011

    • 著者名/発表者名
      松岡篤, 他
    • 学会等名
      日本古生物学会第160回例会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2011-01-29
  • [学会発表] 中生代Pantanelliumの形態形質とその分類学的評価2010

    • 著者名/発表者名
      松岡篤, 他
    • 学会等名
      第70回形の科学シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県立加古川東高等学校
    • 年月日
      2010-11-20
  • [学会発表] 石膏模型でみる有孔虫のさまざまなかたち2010

    • 著者名/発表者名
      岸本直子, 他
    • 学会等名
      第70回形の科学シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県立加古川東高等学校
    • 年月日
      2010-11-20
  • [学会発表] 2005年・2006年6月~9月の日本海佐渡沖プランクトンサンプルから見た放散虫類の表層~亜表層における季節変動と深度分布2010

    • 著者名/発表者名
      栗原敏之
    • 学会等名
      第2回形の科学研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学佐渡臨海実験所
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 球形放散虫の骨格構造モデル2010

    • 著者名/発表者名
      吉野隆
    • 学会等名
      第2回形の科学研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学佐渡臨海実験所
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 有孔虫骨格の3次元形態を使った定量的評価の試み2010

    • 著者名/発表者名
      岸本直子
    • 学会等名
      第2回形の科学研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学佐渡臨海実験所
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] ハイスピードカメラによるプランクトン観察:現状報告2010

    • 著者名/発表者名
      石田直人
    • 学会等名
      第2回形の科学研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学佐渡臨海実験所
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 球面上のVertex Dynamicsモデル2010

    • 著者名/発表者名
      吉野隆, 他
    • 学会等名
      第69回形の科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京学芸大学
    • 年月日
      2010-06-26
  • [学会発表] 中生代Pantanelliumの外層殻にみられる27個の殻孔の配列2010

    • 著者名/発表者名
      松岡篤, 他
    • 学会等名
      第69回形の科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京学芸大学
    • 年月日
      2010-06-25
  • [学会発表] 放散虫Mirifusus属の殻形態から着想した3次元フレーム構造の力学特性2010

    • 著者名/発表者名
      岸本直子, 他
    • 学会等名
      第69回形の科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京学芸大学
    • 年月日
      2010-06-25
  • [学会発表] 中生代古海洋学のための放散虫生層序2010年のレビューと展望2010

    • 著者名/発表者名
      松岡篤, 他
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2010-05-25
  • [学会発表] 日本海佐渡沖における秋季の現生放散虫群集2010

    • 著者名/発表者名
      栗原敏之, 他
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2010-05-25
  • [学会発表] 底生有孔虫のMg/Caからみたオホーツク海の過去3万年間の底層水温変動2010

    • 著者名/発表者名
      木元克典, 他
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2010-05-25
  • [備考]

    • URL

      http://plankton.random-walk.org/

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公開日: 2012-07-19  

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