海藻培養最適化に向けた海藻群の挙動解析シミュレータの開発と水流制御技術の構築

当該年度における研究目的は，大規模海藻培養に向けた柔軟構造物用の基盤シミュレータの開発と応用である．ソフトロボティクス用シミュレータであるVoxCADの演算処理をGPUにより高速化に着手し，成果として，ソフトロボティクス分野における弾性体の運動を高速かつ定量的に分析可能なシミュレータが得られた．この貢献はこれまでシミュレータに基づく解析が困難である柔軟構造物に対する新しい知見や科学的アプローチを検証できる点で有用である．本申請研究の有用性を示すために，進化ロボティクスとソフトマターの両分野における知見を取り入れた複合シミュレーションを提案し，流体環境における柔軟構造物の運動制御の最適化の検証を実施した．結果として，柔軟構造物の形状と運動は，環境とタスクにより変化し，相関関係が含有されることを形状進化の観点から定量的評価に基づき科学的に示した．この貢献は，海藻培養研究において各海藻種が成長するために適切な環境とその水流制御法の対する一つの知見として重要である．今後の研究の展開として，本申請研究で改良した弾性体用物理演算ライブラリを応用し，海藻培養に要する機材である水槽や攪拌器等の運動制御にも適用することが可能である．海藻培養を一つの弾性系としてみなすことで，より計算精度の高い挙動解析を実施することができ，実際の海藻培養における実測結果をフィードバックとしてシミュレータに導入する機構を構築することで，実際の海藻培養の現場に更なるか科学的知見を与えることが可能となるため、今後も継続し本研究に着する予定である．，

当該年度における研究目的は，大規模海藻培養に向けた柔軟構造物用の基盤シミュレータの開発と応用である．ソフトロボティクス用シミュレータであるVoxCADの演算処理をGPUにより高速化に着手し，成果として，ソフトロボティクス分野における弾性体の運動を高速かつ定量的に分析可能なシミュレータが得られた．この貢献はこれまでシミュレータに基づく解析が困難である柔軟構造物に対する新しい知見や科学的アプローチを検証できる点で有用である．本申請研究の有用性を示すために，進化ロボティクスとソフトマターの両分野における知見を取り入れた複合シミュレーションを提案し，流体環境における柔軟構造物の運動制御の最適化の検証を実施した．結果として，柔軟構造物の形状と運動は，環境とタスクにより変化し，相関関係が含有されることを形状進化の観点から定量的評価に基づき科学的に示した．この貢献は，海藻培養研究において各海藻種が成長するために適切な環境とその水流制御法の対する一つの知見として重要である．今後の研究の展開として，本申請研究で改良した弾性体用物理演算ライブラリを応用し，海藻培養に要する機材である水槽や攪拌器等の運動制御にも適用することが可能である．海藻培養を一つの弾性系としてみなすことで，より計算精度の高い挙動解析を実施することができ，実際の海藻培養における実測結果をフィードバックとしてシミュレータに導入する機構を構築することで，実際の海藻培養の現場に更なるか科学的知見を与えることが可能となるため、今後も継続し本研究に着する予定である．，