2015 Fiscal Year Research-status Report
1mmの2.5次元構造は飛翔できるか？～マルチフィジクス計算力学による挑戦
| Project/Area Number |
26390133
|
|---|
| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
石原 大輔 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (80363399)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 直 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 助教 (90443499)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | マルチフィジクス / 計算力学 / 昆虫飛翔 / MEMS / 流体構造連成 / 超微小飛翔ロボット / 非線形有限要素法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫飛翔は，マルチフィジクスの巧みな利用により，1mmスケールの微小化を達成しているので，その模倣による超微小飛翔ロボットが期待されている．しかし，マルチフィジクスの複雑さと加工技術の限界から，その可能性は明らかになっていない．ゆえに本研究では，マルチフィジクス計算力学により，2.5次元の設計空間で，昆虫飛翔を模倣した1mmスケールのMEMS翼を大規模探索し，マイクロマシニングにより，実空間で実装することで，超微小飛翔ロボットの可能性を示す．
平成27年度においては，以下の研究成果を得た：（1）前年度に開発したマルチフィジクスシミュレータと2.5次元飛翔体の基本設計に基づき，前年度に引き続き，その詳細設計を行った．その結果，複数の満足解を得るとともに，昆虫飛行に関する複数の力学的知見を得ることができた．さらに（1）の実装と評価の要素技術の開発を前年度に引き続き行い，次の成果を得た：（2）（1）に基づき，Si単結晶を支持構造に持つ有機薄膜のMEMSプロセスを考案し，プロセス条件を実験的に決め，試作品を作成した．さらに試作品に対する材料力学的試験を行い，有機薄膜の十分な柔軟性とSi単結晶の支持構造との十分な接着性を確認した．（3）翼の駆動に関して．微小変位を大きな角変位に変換する機構を考案し，非線形有限要素解析に基づき，その実施例を提示した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に示すように，当初の計画通りに，（1）をおおむね順調に達成でき，さらに次年度以降の計画であった（2）と（3）に着手し，部分的にそれらを達成することができたから．
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画以上に進展しているので，次のような方向性で研究規模を拡大したい．①計算力学，バイオミメティクス，MEMSに基づく超微小飛翔ロボットの実用化．②①の成果の汎化による新しい研究領域の探索．
|
| Causes of Carryover |
詳細設計の結果，必要であることが解った高解像度感光性ポリイミド接着シートを次年度購入するため．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
詳細設計の結果，必要であることが解った高解像度感光性ポリイミド接着シートを購入する予定である．
|
Research Products
(13 results)
