2013 Fiscal Year Annual Research Report
創成流場と非線形相互作用する昆虫飛翔の適応力のロボテック・バイオロジーによる解明
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25289062
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
泉田 啓 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60206662)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯間 信 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90312412)
平井 規央 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (70305655)
横山 直人 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80512730)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 飛翔 / 非線形相互作用 / 適応能力 / ﾛﾎﾞﾃｯｸ･ﾊﾞｲｵﾛｼﾞｰ |
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| Research Abstract |
蝶の羽ばたき飛翔は，神経系－身体－環境の動的相互作用により成立する運動形態であり，適応的運動能力の発現である．本研究では特に，羽ばたきにより創成される渦列流場という環境を用いてマヌーバという適応的運動を実現するという観点から，蝶が適応的運動能力（運動知能）を発現するメカニズムの解明を目的とする．具体的には (1) 蝶が創成環境（流場）との非線形相互作用を如何に利用して運動知能（マヌーバ）を発現するか，(2) 生体の蝶の感覚器（センサ）と身体機構とその入出力関係（制御）の解明という点について，生体の蝶の実験観測による生物学的な解析と様々なモデルの構成をとおした工学的な実現，それらの困難を補うロボティック・バイオロジーを用い，システム論的アプローチにより調査する．これにより，創成環境との非線形相互作用を利用する運動知能という新領域を開拓しつつ，運動知能の発現メカニズムの解明に貢献する．
具体的に，生物学的，工学的，および，ロボティック・バイオロジーのアプローチを併用し， (i) 感覚器と身体機構と可能な羽ばたき動作，(ii) 刺激に対する応答動作を調べている．また，(iii) 蝶が創成する流場の詳細構造，(iv) 創成された流場との強い非線形相互作用を用いるマヌーバを発現できるかを調べている．
創成流場との非線形相互作用によるマヌーバ発現について2次元モデルを用いて調べている．はばたき運動を特定位相で一定時間停止させることで，ある特徴的な準定常飛翔状態を経由して定常状態に至らせることができる例が発見されていた．停止時間の特性をパラメータを変えて調べた結果，重力加速度やレイノルズ数などを変えても同様の現象が観測されることが分かった．この他受動飛行のモデルとして円錐形物体の落下について予備的研究を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
生物学的アプローチの項目において蝶の自由飛翔中の運動計測に多くの時間を取らてしまった．それにともない，ロボティック・バイオロジー・アプローチの項目は予備実験しか実施できず，実験に用いるロボットの検討も進まなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
遅れた内容は概ね平成26年度に実施できると予想されるため，平成27年度には遅れを取り戻すことができると考えられる．
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