Development of a Pitot tube type flow sensor for biologging of marine animals

ウミガメやペンギンなどの海洋動物は海流を巧みに利用し、遊泳運動の消費エネルギーを抑え効率よく目的地まで到達していると考えられており注目されている。この海流利用を評価する上で重要となるのが対水速度であるが、海洋動物の実測例は非常に限定されている。本研究の目的は、海洋動物に取り付け可能なピトー管型の流速センサを創成し、バイオロギングを用いてこれら海洋動物の対水速度を明らかにすることである。提案する流速センサは、ピトー管の筐体、動孔及び静孔に取り付けたメンブレン構造、内部に充填した非圧縮性のオイル、及び差圧センサ素子から構成される。令和4年度においては、当初の計画にあるピトー管型の水中流速センサをバイオロギング装置と統合し、実際のウミガメの甲羅に取り付け、遊泳する際のデータを取得した。装置の寸法として長さ15cmであり、ウミガメに対して十分に小さい。流速センサの後ろにロガーと電池が防水処理され配置されている構成とした。ロガーにはGPS、加速度センサ、圧力センサなどが搭載されている。それぞれの機器を3Dプリンタで製作した治具でまとめ、甲羅に取り外ししやすいようにした。まずは水族館で飼育下のウミガメに取り付け、まっすぐに遊泳させた際のデータを複数回記録した。計測したデータを解析した結果、カメラ画像から取得した速度の概算と計測した流速の平均値に相関関係が確認できた。さらに岩手県大槌町において野生のウミガメにセンサを取り付け、バイオロギング実験を行い、データを取得できることを確認した。

ウミガメやペンギンなどの海洋動物は海流を巧みに利用し、遊泳運動の消費エネルギーを抑え効率よく目的地まで到達していると考えられており注目されている。この海流利用を評価する上で重要となるのが対水速度であるが、海洋動物の実測例は非常に限定されている。本研究の目的は、海洋動物に取り付け可能なピトー管型の流速センサを創成し、バイオロギングを用いてこれら海洋動物の対水速度を明らかにすることである。提案する流速センサは、ピトー管の筐体、動孔及び静孔に取り付けたメンブレン構造、内部に充填した非圧縮性のオイル、及び差圧センサ素子から構成される。令和4年度においては、当初の計画にあるピトー管型の水中流速センサをバイオロギング装置と統合し、実際のウミガメの甲羅に取り付け、遊泳する際のデータを取得した。装置の寸法として長さ15cmであり、ウミガメに対して十分に小さい。流速センサの後ろにロガーと電池が防水処理され配置されている構成とした。ロガーにはGPS、加速度センサ、圧力センサなどが搭載されている。それぞれの機器を3Dプリンタで製作した治具でまとめ、甲羅に取り外ししやすいようにした。まずは水族館で飼育下のウミガメに取り付け、まっすぐに遊泳させた際のデータを複数回記録した。計測したデータを解析した結果、カメラ画像から取得した速度の概算と計測した流速の平均値に相関関係が確認できた。さらに岩手県大槌町において野生のウミガメにセンサを取り付け、バイオロギング実験を行い、データを取得できることを確認した。