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

海藻类群行为分析模拟器的开发及海藻养殖优化水流控制技术的构建

• 批准号: 14J01341
• 负责人: 小川 純
• 金额: $ 1.96万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01341/
• 关键词: 海藻培養; 絡み; ソフトロボティクス; 水流制御; 物理シミュレータ; 物理シミュレーション; 複雑系; 流体制御; 海藻; 絡み形成; 制御手法

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．，

For the purpose of research in that year, large-scale seaweed cultivation was carried out on a base plate for soft structures.ソフトロボティクスUsing シミュレータであるVoxCAD's calculation processing to speed up the GPU, the results are great.て, ソフトロボティクス分野 における弾性体のkinetic をHigh-speed かつQuantitative に analysis possible なシミュレータが got られた．このcontributionはこれまでシミュレータにbaseづくanalyticsがdifficultyであるsoft structureに対する新しいknowledgeやscientific アプローチを検证できるPoints are useful and である. The usefulness of this application research is shown in the following: Evolution of the researchたComposite シミュレーションを proposalし, fluid environment におけるsoft structure のoptimization of motion control の検证を実implementation した． Result, shape and movement of soft structures, environmental changes, and related relationships The system includes a quantitative evaluation of the shape evolution point and a scientific basis. Contribution to the study of seaweed cultivation, the growth of each seaweed species, the appropriate environment, the water flow control method, the importance of knowledge, and the importance of seaweed cultivation. As for the development of future research, this application research will improve the use of physical calculations for elastic bodies, Seaweed cultivation requires equipment, water tanks, stirrers, etc., and movement control is applicable and possible. Seaweed cultivation is a high-precision and dynamic analysis of the sexual system. Shi することができ, 実记のseaweed culture における実measurement results をフィードバックとしてシミュレータにIntroducing the するorganism and building the することで, the on-site seaweed cultivation of 実记 and なるかscience The knowledge and knowledge of the matter are possible, and the future of this research will be decided by the author. ,

项目成果

確率的構成モデルに基づく海洋植物群の成長パターンとその制御

基于随机本构模型的海洋植物生长模式及其控制

• 发表时间: 2015
• 期刊: 北海道情報大学紀要
• 作者: Jun Ogawa;HIroyuki Iizuka;Masahito Yamamoto and Masashi Furukawa;古川正志，小川純，山本雅人，渡辺美知子，沢井茂;古川正志，小川純，山本雅人，渡辺美知子，沢井茂
• 通讯作者: 古川正志，小川純，山本雅人，渡辺美知子，沢井茂

バイオマス海藻の流動シミュレーションモデル

生物质海藻流动模拟模型

• 发表时间: 2015
• 期刊: 北海道情報大学紀要
• 作者: Jun Ogawa;HIroyuki Iizuka;Masahito Yamamoto and Masashi Furukawa;古川正志，小川純，山本雅人，渡辺美知子，沢井茂
• 通讯作者: 古川正志，小川純，山本雅人，渡辺美知子，沢井茂

Water Flow Control for Inhibiting Seaweed Twist in Real Environment and Physical Simulation

真实环境和物理模拟中抑制海藻扭曲的水流控制

• 发表时间: 2015
• 作者: Jun Ogawa;Hiroyuki Iizuka;Masahito Yamamoto;and Masashi Furukawa
• 通讯作者: and Masashi Furukawa

Estimation of Seaweed Twist based on Diffusion Kernels in Physical Simulation

物理模拟中基于扩散核的海藻扭曲估计

• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics
• 影响因子: 0.7
• 作者: Jun Ogawa;Masahito Yamamoto;and Masashi Furukawa
• 通讯作者: and Masashi Furukawa

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