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2012 年度 研究成果報告書

渦列環境を創成する昆虫の羽ばたき飛翔における適応的運動能力の発現メカニズム

研究課題

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研究課題/領域番号 22360105
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関京都大学

研究代表者

泉田 啓  京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60206662)

研究分担者 飯間 信  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (90312412)
平井 規央  大阪府立大学, 大学院・生命環境科学研究科, 助教 (70305655)
横山 直人  京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80512730)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード昆虫 / 羽ばたき飛翔 / 渦列流場 / 環境 / 運動知能
研究概要

蝶の羽ばたき飛翔を神経(制御)系-身体-環境(流場)の動的相互作用により成立する適応的運動能力(運動知能) と捉え, 発現メカニズムの解明を目的とする.生体の蝶を用いた実験観測という生物学的アプローチにより,身体機構と可能な動作を調べる.3 種類の数値モデルを用いた工学的アプローチにより,渦列流場と翅の構造柔軟性を用いて不安定性を低減し,能動的制御により飛翔を安定化できること,渦との相互作用によりマヌーバが可能なことを示すとともに,流場を精緻に計算して微細で複雑な渦構造を調べている.

  • 研究成果

    (60件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (38件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Aerodynamic forces and vortical structures in flapping butterfly's forward flight2013

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama, K. Senda, M. Iima, N. Hirai
    • 雑誌名

      A Physics of Flui

      巻: 25 ページ: 21902

    • DOI

      doi:10.1063/1.4790882

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling Flow Structures by Wing Motion in a Flapping-flight Model2013

    • 著者名/発表者名
      M. Iima, N. Yokoyama, N. Hirai, K. Senda
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology

      巻: 84 ページ: 59-65

    • DOI

      doi:10.4028/www.scientific.net/AST.84.59

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Structural Flexibility of Wings in Flapping Flight of Butterfly2012

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, T. Obara, M. Kitamura, N. Yokoyama, N. Hirai, M. Iima
    • 雑誌名

      Bioinspiration & Biomimetics

      巻: 7-2, 025002 ページ: 1-15

    • DOI

      doi:10.1088/1748-3182/7/2/025002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling and Emergence of Flapping Flight of Butterfly Based on Experimental Measurements2012

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, T. Obara, M. Kitamura, T. Nishikata, N. Hirai, M. Iima, N. Yokoyama
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems

      巻: 60-5 ページ: 670-678

    • DOI

      doi:10.1016/j.robot.2011.12.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifurcation Structures in Flapping Flight Problems2012

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 雑誌名

      Proceedings of Ninth International Conference on Flow Dynamics

      ページ: 220-221

  • [雑誌論文] Direct and trans-generational responses to food deprivation during development in the Glanville fritillary butterfly2012

    • 著者名/発表者名
      M. Saastamoinen, N. Hirai, S. van Nouhuys
    • 雑誌名

      Oecologia

      巻: 171 ページ: 93-104

    • DOI

      doi:10.1007/s00442-012-2412-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] モンシロチョウの夏季没姿は成虫の移動によるものか2012

    • 著者名/発表者名
      よるものか, 石井 実, 平井規央, 山埜めぐみ
    • 雑誌名

      山埜めぐみ, 昆虫と自然

      巻: 47-14 ページ: 25-28

  • [雑誌論文] アオタテハモドキの温度日長反応と分布拡大2012

    • 著者名/発表者名
      平井規央, 谷川哲朗, 石井 実
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 47-6 ページ: 20-23

  • [雑誌論文] Modeling for Structural Flexibility of Wings in Flapping Butterfly2011

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, N. Yokoyama, K. Yokoi, M. Kitamura
    • 雑誌名

      IASTED International Conference on Modelling, Simulation, and Identification

      巻: 755-046 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Control of Flapping Flight of Butterfly with Experimental Observation2011

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, N. Yokoyama, M. Matsusaka, N. Hirai, M. Iima
    • 雑誌名

      International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines

      巻: P037 ページ: 53-54

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indirect Control Effects of Structural Flexibility of Wings in Flapping Flights of Butterfly2011

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, N. Yokoyama, T. Obara, K. Yokoi
    • 雑誌名

      International Workshop on Bio-inspired Robots

      巻: P73 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-periodic traveling solutions of localized convection cells in binary fluid mixture2011

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, K. Toyabe, M. Iima, Y. Nishiura
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Mechanics Japan

      巻: 59 ページ: 211-219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development, seasonal polyphenism and cold hardiness of the blue pansy, Junonia orithya orithya (Lepidoptera, Nymphalidae)2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hirai, T. Tanikawa, M. Ishii
    • 雑誌名

      Lepidoptera Science

      巻: 62 ページ: 57-63

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two Strains of Wolbachia and sex ratio distortion in a population of an endangered butterfly, Zizina emelina (Lepidoptera: Lycaenidae), in northern Osaka Prefecture, central Japan2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakamoto, N. Hirai, T. Tanikawa, M. Yago, M. Ishii
    • 雑誌名

      Annals of the Entomological Society of Americ

      巻: 104 ページ: 483-48

    • DOI

      doi:10.1603/AN09168

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of photoperiod and temperature on development and diapause in a noctuid moth, Asota ficus (Fabricius) (Lepidoptera: Noctuidae), of the Osaka population2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hirai, Y. Sakamoto, M. Ishii
    • 雑誌名

      Lepidoptera Science

      巻: 62 ページ: 166-174

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Flapping Flight of Butterfly based on Experiments and Numerical Simulations2010

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, T. Obara, N. Hirai, M. Iima, N. Yokoyama
    • 雑誌名

      World Automation Congress

      巻: ISIAC-286 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Structural Flexibility of Wings in Flapping Flight of Butterfly2010

    • 著者名/発表者名
      K. Senda, N. Yokoyama, T. Obara, K. Yokoi
    • 雑誌名

      World Automation Congress

      巻: ISIAC-555 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海を越えて渡りをする蝶2010

    • 著者名/発表者名
      平井規央
    • 雑誌名

      高翔

      巻: 54 ページ: 26-29

  • [雑誌論文] First recorded migration of the butterfly, Parantica sita (Lepidoptera: Danainae), from Japan to South Korea2010

    • 著者名/発表者名
      N. Hirai
    • 雑誌名

      Trans. lepid. Soc. Japan

      巻: 61 ページ: 120-122

    • 査読あり
  • [学会発表] 2 次元はばたきモデルにおける不安定飛行状態を用いた制御2013

    • 著者名/発表者名
      飯間 信, 横山直人,平井規央, 泉田 啓
    • 学会等名
      日本物理学会第68会年次大会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2013-03-27
  • [学会発表] 生物の飛翔・遊泳ダイナミクスの数理構造に基づく解析2013

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 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
      つくば(招待講演)
    • 年月日
      2013-01-09
  • [学会発表] A flight control through unstable flapping flight2012

    • 著者名/発表者名
      M. Iima, N. Yokoyama, N. Hirai, K. Senda
    • 学会等名
      65th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics (APS meeting)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2012-11-18
  • [学会発表] 前進飛行する蝶のつくる流れとその力2012

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 泉田 啓, 飯間 信, 平井規央
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2012-09-17
  • [学会発表] 異なる寄主植物を利用するシルビアシジミ 2 個体群間の幼虫の発育と雌成虫の産卵選好性の比較2012

    • 著者名/発表者名
      坂本佳子,平井規央,石井実
    • 学会等名
      第72回日本昆虫学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-09-17
  • [学会発表] マダラヤドリバエの産卵行動における寄主植物の影響2012

    • 著者名/発表者名
      土田大希,平井規央,石井実
    • 学会等名
      第72回日本昆虫学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-09-17
  • [学会発表] ヒメシルビアシジミの生活史と温度・日長反応2012

    • 著者名/発表者名
      平井規央,矢後勝也,坂本佳子,石井実
    • 学会等名
      第72回日本昆虫学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-09-16
  • [学会発表] Brood size and sex ratio regulation in the pupal ectoparasitoid, Pteromalus apum parasitizing the Glanville fritillary butterfly2012

    • 著者名/発表者名
      Melitaea cinxia, N. Hirai, S. van Nouhuys
    • 学会等名
      24th International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2012-08-21
  • [学会発表] Effects of leaf shape and host larva on oviposition preference of a tachinid fly, Sturmia bella, between two butterfly host plants2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchida, N. Hirai, M. Ishii
    • 学会等名
      24th International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2012-08-21
  • [学会発表] Difference in larval development and female oviposition preference in host plants between two populations utilizing different plants as larval hosts in an endangered lycaenid butterfly2012

    • 著者名/発表者名
      Zizina emelina, T. Tsuchida, N. Hirai, M. Ishii
    • 学会等名
      24th International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2012-08-21
  • [学会発表] Aerodynamics of chestnut tiger butterfly in forward flight2012

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama, K. Senda, M. Iima, N. Hirai
    • 学会等名
      ICTAM 2012
    • 発表場所
      Daegu, Beijing, China
    • 年月日
      2012-08-20
  • [学会発表] Controlling Flow Structures by Wing Motion in a Flapping-flight Model2012

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      CIMTEC 2012 - 4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systems, 招待講演
    • 発表場所
      Montecatini Terme, Italy
    • 年月日
      2012-06-12
  • [学会発表] グランヴィルヒョウモンモドキの蛹に寄生する多寄生蜂 Pteromalus apum の産卵行動と性比調節2012

    • 著者名/発表者名
      平井規央, Saskya van Nouhuys
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] Comparison of male mating behavior between two lycaenid butterflies, Zizina emelina and Pseudozizeeria maha2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakamoto, N. Hirai, M. Ishii
    • 学会等名
      5th EAFES International Congress
    • 発表場所
      大津
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] Oviposition preference of a generalist tachinid fly, Sturmia bella , between two butterfly host plants2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchida, N. Hirai, M. Ishii
    • 学会等名
      5th EAFES International Congress
    • 発表場所
      大津
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] 中レイノルズ数領域における振動物体間同期の数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      飯間 信, 中筋 真生
    • 学会等名
      第61回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] 昆虫飛翔モデルの解析2011

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      数理情報科学セミナー, 招待講演
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2011-12-21
  • [学会発表] Aerodynamics of chestnut tiger in forward flight2011

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama, K. Senda
    • 学会等名
      NIMS hot topic workshop on fluid dynamics,招待講演
    • 発表場所
      Daejeong, Korea
    • 年月日
      2011-12-14
  • [学会発表] A Control Using Unstable Flight in a Flapping Model2011

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Vortex Dynamics, Biofluids and Related Fields, 招待 講演
    • 発表場所
      Daejeong, Korea
    • 年月日
      2011-12-12
  • [学会発表] 地上と屋上に設置した寄主植物上のアゲハチョウ類の発育の比較2011

    • 著者名/発表者名
      平井規央, 石井実
    • 学会等名
      日本環境動物昆虫学会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2011-11-13
  • [学会発表] Unstable flapping state and flapping control in a flight model2011

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      CCS Symposium Autumn, 招待講演
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2011-11-01
  • [学会発表] シルビアシジミの寄主植物選好性と共生細菌の感染状況および配偶行動2011

    • 著者名/発表者名
      坂本佳子, 平井規央 , 石 井 実
    • 学会等名
      日本昆虫学会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] 日本におけるクロマダラソテツシジミの分布拡大2011

    • 著者名/発表者名
      平井規央
    • 学会等名
      日本昆虫学会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] シルビアシジミとヤマトシジミの雄の配偶行動の比較2011

    • 著者名/発表者名
      坂本佳子, 平井規央, 石井実
    • 学会等名
      日本昆虫学会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] Functions generated by the structural change and the associated flow2011

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会大会, 招待講演
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] 飛翔モデルにおけるはばたき運動制御と不安定飛翔の役割2011

    • 著者名/発表者名
      飯間 信, 横山直人, 平井規央, 泉田 啓
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] はばたき飛翔における動的渦構造2011

    • 著者名/発表者名
      飯間信
    • 学会等名
      広島大学数学教室談話会, 招待講演
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2011-07-05
  • [学会発表] グランヴィルヒョウモンモドキの蛹に寄生する多寄生蜂 Pteromalus apum の寄生個体数と性比2011

    • 著者名/発表者名
      平井規央, Saskya van Nouhuys
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2011-03-29
  • [学会発表] Numerical Simulation and mathematical analysis of flapping flight problem2011

    • 著者名/発表者名
      M. Iima
    • 学会等名
      Int'l Symp. on Computational Science, 招待講演
    • 発表場所
      Kanazawa
    • 年月日
      2011-02-15
  • [学会発表] 蝶の羽ばたき飛翔に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      泉田 啓
    • 学会等名
      計測自動制御学会ニューラルネットワークフォーラム, 招待講演
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2011-01-22
  • [学会発表] アサギマダラ飛翔の2次元モデルにおける不安定飛行状態の役割2010

    • 著者名/発表者名
      飯間 信, 平井規央, 泉田 啓
    • 学会等名
      2010年応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      瀬田
    • 年月日
      2010-12-16
  • [学会発表] 万博公園における植生管理と昆虫相の関係2010

    • 著者名/発表者名
      平井規央, 藤澤貴弘, 鳥居美宏, 川崎典晃, 山田竜平, 山田倫章, 千原 裕
    • 学会等名
      日本環境動物昆虫学会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2010-11-23
  • [学会発表] 大阪府南部におけるコガタブチサンショウウオの生息環境と遺伝的多様性2010

    • 著者名/発表者名
      秋田耕佑, 平井規央, 石井 実
    • 学会等名
      日本環境動物昆虫学会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2010-11-23
  • [学会発表] 大阪府内におけるメダカの分布と遺伝的多様性2010

    • 著者名/発表者名
      鳥居美宏, 平井規央, 石井 実
    • 学会等名
      日本環境動物昆虫学会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2010-11-23
  • [学会発表] 守口市の学校プールの水生昆虫群集, 平賀耕介2010

    • 著者名/発表者名
      秋田耕佑, 鳥居美宏, 平井規央, 石井 実
    • 学会等名
      日本環境動物昆虫学会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2010-11-23
  • [学会発表] はばたき飛翔と遊泳の数理解2010

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本機械学会第88期流体工学部門講演会, 招待講演
    • 発表場所
      米沢
    • 年月日
      2010-10-30
  • [学会発表] 3次元空間における空中停止飛行の理論解析2010

    • 著者名/発表者名
      飯間 信
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 二成分混合流体対流に現れる様々な流れとその性質2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺 毅, 鳥谷部 和孝, 飯間 信, 西浦 廉政
    • 学会等名
      第59回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-06-08
  • [図書] 数理解析研究所講究録「RIMS 共同研究『生物流体および関連する問題の研究』」2012

    • 著者名/発表者名
      飯間 信(編)
    • 総ページ数
      132
    • 出版者
      数理解析研究所
  • [図書] イチジクヒトリモドキの分布拡大と休眠性,地球温暖化と南方性害虫(積木久明編)2011

    • 著者名/発表者名
      平井規央
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      北隆館
  • [図書] イチジクヒトリモドキ」「クロマダラソテツシジミ, 昆虫の低温耐性(積木久明 , 田中一裕, 後藤三千代編)2010

    • 著者名/発表者名
      石井実, 平井規央
    • 総ページ数
      343
    • 出版者
      岡山大学出版会

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公開日: 2014-08-29  

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