センチュウの環境適応性に基づいた流路内柔軟推進体の制御手法の確立

本年度の研究目標であった(A) 推進体の実験モデル・数値解析モデルの構築，および (B) 各流体 (水中・泥水中) の条件での推進体に作用する流体力の推定に取り組み，実験データから水中での泳動時に推進体に作用する流体力を明らかにした．また，推定された流体力のパラメータをもとにして，実験結果を再現する数値解析モデルを構築し，重心の移動速度などについて実験結果の再現性を確認した．(A)推進体の実験モデル・数値解析モデルの構築: 質量および全長はそれぞれ5.5 kgおよび1.49 mである多関節推進体の実験モデルを製作した．実験モデルに対応する数値解析モデルにおいて，昨年度構築した数値解析モデルをもとにして各リンクに作用する流体力は付加質量と圧力抵抗の影響を考慮したモデルを採用し，付加質量と抗力係数は未知のパラメータとした．(B)推進体に作用する流体力の推定: 水中で駆動させた時に得られた関節の座標値およびリンク間相対角の計測データをもとに無香料カルマンフィルタ(Unscented Kalman Filter: UKF)を用いて付加質量と抗力係数の未知のパラメータを推定した．パラメータ同定後の数値解析モデルの重心位置の速度と計測値の比較を行い，時間平均速度に関してはおおむね一致していることを確認した．泥水中で推進体が受ける流体力の推定および，各流体の条件で推進特性の評価規範に対して最適なうねり運動の探索を試みることが今後の課題である．最終的に得られた各流体の条件での実験結果を再現できる数値解析モデルを用いて，数値解析により各流体の条件ごとに推進特性の評価規範に対して最適なうねり運動の探索を試みる．得られた最適な挙動を元に，自励発振を用いた適応運動の制御パラメータの探索を試みる予定である．

本年度の研究目標であった(A) 推進体の実験モデル・数値解析モデルの構築，および (B) 各流体 (水中・泥水中) の条件での推進体に作用する流体力の推定に取り組み，実験データから水中での泳動時に推進体に作用する流体力を明らかにした．また，推定された流体力のパラメータをもとにして，実験結果を再現する数値解析モデルを構築し，重心の移動速度などについて実験結果の再現性を確認した．(A)推進体の実験モデル・数値解析モデルの構築: 質量および全長はそれぞれ5.5 kgおよび1.49 mである多関節推進体の実験モデルを製作した．実験モデルに対応する数値解析モデルにおいて，昨年度構築した数値解析モデルをもとにして各リンクに作用する流体力は付加質量と圧力抵抗の影響を考慮したモデルを採用し，付加質量と抗力係数は未知のパラメータとした．(B)推進体に作用する流体力の推定: 水中で駆動させた時に得られた関節の座標値およびリンク間相対角の計測データをもとに無香料カルマンフィルタ(Unscented Kalman Filter: UKF)を用いて付加質量と抗力係数の未知のパラメータを推定した．パラメータ同定後の数値解析モデルの重心位置の速度と計測値の比較を行い，時間平均速度に関してはおおむね一致していることを確認した．泥水中で推進体が受ける流体力の推定および，各流体の条件で推進特性の評価規範に対して最適なうねり運動の探索を試みることが今後の課題である．最終的に得られた各流体の条件での実験結果を再現できる数値解析モデルを用いて，数値解析により各流体の条件ごとに推進特性の評価規範に対して最適なうねり運動の探索を試みる．得られた最適な挙動を元に，自励発振を用いた適応運動の制御パラメータの探索を試みる予定である．