昆虫の飛行制御システムの研究

昆虫飞行控制系统研究

基本信息

  • 批准号:
    12048211
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.01万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

昆虫の飛行制御システムについて、年間を通して手に入れやすくかつ飛翔特性に優れた西洋オオマルハナバチを用いて調べた結果、以下の成果を得た。1 マルハナバチの体を固定して自由に羽ばたかせ(テザート飛行状態)高速度ビデオによって飛行メカニズムを近接撮影し、さらに飛翔筋の筋電位と同時計測を行った。その結果、翼運動と筋電位の対応が明らかになった。2 マルハナバチの視覚に縞模様による種々の運動パターンを入力する光刺激装置をフォトダイオードを用いて作り、光刺激に対する翼運動の変化を同定した。光縞の上下移動速度のステップ入力と周波数入力に対する翼運動の振幅の応答を計測し、視覚情報に対する羽ばたき振幅の伝達関数を明らかにした。3 マルハナバチの非線形6自由度の羽ばたき飛行運動方程式を導き、計算機シミュレーションモデルを完成し、実験結果と比較検討した。その結果、実験結果を説明するには、非定常翼理論より得られる大きな揚力係数が必要なこと、神経ネットワークの情報伝達や情報処理の時間遅れが、飛行の安定限界に大きく影響することがわかった。4 以上の結果、視覚のステップ入力に対する翼運動の応答は、約0.1秒の時間遅れを持っていること、しかし適当な範囲の周波数応答は、光縞の位置情報に対してほとんど時間遅れ無く反応することが明らかになった。この結果より、マルハナバチは速度情報を利用して、位置制御の時間遅れを短縮する制御系を持っていることが示唆された。
Insect flight control system, the following results were obtained. 1. The body is fixed and the flight state is high. The flight state is close to the muscle potential. The muscle potential is measured simultaneously. As a result, the wing motion and tendon potential can be adjusted. 2. The movement of the wing is controlled by the optical stimulation device. The velocity of light up and down, the frequency of light up and down, the amplitude of light up and down. 3. Non-linear 6-degree-of-freedom flight equations of motion, computer simulation, and comparison The results are explained in detail in terms of unsteady wing theory and the large lift coefficients obtained in terms of the time required for information processing and the stability limits of flight. 4. The above results show that the response time of the wing motion is about 0.1 seconds, and the response time of the cycle number of the light beam is about 0.1 seconds. The result is that the speed information is used, the time of position control is shortened, and the control system is maintained.

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
河内啓二: "サイズと運動メカニズム"ヘリコプタ技術協会会報. No.9. 3-12 (1999)
Keiji Kawachi:“尺寸和运动机构”直升机技术协会公告第 3-12 号(1999 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
河内啓二: "昆虫の飛行メカニズム"可視化情報学会・可視化情報シンポジウム講演集. 1-6 (2000)
Keiji Kawachi:“昆虫的飞行机制”可视化信息学会论文集/可视化信息研讨会 1-6 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Liu, H.: "Fixed and Flapping Wing Aerodynamics for Micro Air Vehicle Applications (Chap. 17)"American Institute for Aeronautics and Astronautics(担当分). 11 (2001)
Liu, H.:“微型飞行器应用的固定翼和扑翼空气动力学(第 17 章)”美国航空航天研究所(部分)11(2001 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
河内啓二(共著): "パリティブック、丸善"身体な流体力学. 112 (2000)
Keiji Kawachi(合著者):“Parity Book,Maruzen”物理流体动力学 112 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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