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2012 年度 実績報告書

可変形状・剛性の機能を有する生物規範型流体内推進ロボットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21560260
研究機関信州大学

研究代表者

小林 俊一  信州大学, 繊維学部, 教授 (50225512)

研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワードロボティクス / バイオミメティクス / バイオメカニクス / 流体内推進 / 多毛類 / 可変剛性
研究概要

屈曲型流体内推進機構は、現在多く用いられているスクリュプロペラでの問題点(水中の生物に対する危険性、激しい撹拌による汚泥の巻き上げによる水質汚染)を解決する、環境に配慮した推進機構のひとつである。本研究は、水中を遊泳する生物の屈曲運動の動きを規範とした屈曲型推進機構に注目し、(1) 屈曲形推進機構の機動性・位置制御性を向上させるために、多毛類の形態を規範とした体表面の突起を利用した形状変化による推進機構による推進、(2) 水からみかけの粘性の高い泥水まで、広範囲の液体の環境で動作するためにウナギ型推進とアジ型推進の形態を自由に変化させ、尾びれに相当するフィンの機構の剛性も変化させる推進、が実現可能な、形状と剛性が実時間で自由に変化する「生物規範型流体内推進ロボット」について、次の検討を行った。
・体表面の突起を利用した推進については、体表面の変化に相当するフィン角度に対する推進力変化の測定とシミュレーションによって、全方向移動の検討を行った。また、体表面の変化(フィン角度の変化)による生物規範型流体内推進ロボット周りの水の挙動を、流れの可視化によって観測、変化するフィン同士の流体力学的な相互作用について検討した。
・生物規範型流体内推進ロボットと制御用PCでの無線通信をZigBeeを用いて実現させ、推進速度の評価を大型プールにおいて行い、可変剛性フィンによる速度向上の効果を検討した。
これより、可変形状・剛性の機能を有する生物規範型流体内推進ロボットの推進機能の特性を把握することができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] 全方向移動が可能な生物規範型多リンク型流体内推進機構の推進力特性2013

    • 著者名/発表者名
      大嶋優
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第50期総会・講演会
    • 発表場所
      福井大学 工学部(福井県福井市)
    • 年月日
      20130309-20130309
  • [学会発表] 弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた生物規範型流体内推進機構の推進特性2013

    • 著者名/発表者名
      高橋佳也
    • 学会等名
      日本機械学会 第25回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所 つくばセンター(茨城県つくば市)
    • 年月日
      20130109-20130111
  • [学会発表] Thrust Force Characteristics of Bio-inspired Omnidirectional Multilink Propulsion Mechanism in Fluid2012

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Kobayashi
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Unmanned Systems 2012
    • 発表場所
      SIM University(Singapore)
    • 年月日
      20121022-20121024
  • [学会発表] 全方向移動が可能な多リンク型流体内推進機構の推進力シミュレーション解析2012

    • 著者名/発表者名
      大嶋優
    • 学会等名
      計測自動制御学会 中部支部シンポジウム 2012
    • 発表場所
      信州大学工学部(長野県長野市)
    • 年月日
      20120925-20120925
  • [学会発表] 弾性平板のねじりによる可変剛性フィンを用いた流体内推進機構の推進特性-弾性平板の材料と両端のねじりによる影響-2012

    • 著者名/発表者名
      高橋佳也
    • 学会等名
      計測自動制御学会 中部支部シンポジウム 2012
    • 発表場所
      信州大学工学部(長野県長野市)
    • 年月日
      20120925-20120925
  • [学会発表] Bio-inspired Aquatic Propulsion Mechanism Using Variable Stiffness Fin with Torsional Elastic Rectangular Plates2012

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Kobayashi
    • 学会等名
      The Fifth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms (ISABMEC 2012)
    • 発表場所
      Howard International House, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20120825-20120828
  • [学会発表] 魚類の尾ひれを規範としたフィンによる流体内推進機構―弾性平板のねじりによる可変剛性フィンの適用―2012

    • 著者名/発表者名
      小林俊一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2012
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      20120527-20120529

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公開日: 2014-07-24  

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