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研究開発 


私たちの研究開発における一つの手法は、飛行能力をもつ生物を「観て・知って・真似る」です。 昆虫や鳥の飛行の特徴を観察し、力学モデルを使って分析しています。二つ目の手法は、ドローンの制御やデザインを工夫して、賢いドローンを創生するものです。 こうしたアプローチにより、既存のドローンの課題を克服し、新しいドローンの開発を目指しています。

 

超小型羽ばたき飛行ロボット

スズメガやハチドリの特徴を観察し、空気の流れを分析して、飛行ロボットの翼に応用しています。 最新型の第二世代は、重さ3.0〜7.0g 。 小型で小回りのきく羽ばたき飛行ロボットは、災害など緊急時の建物内の偵察や、感染症対策の消毒などへの応用が期待できます。
DOI:10.1088/1748-3182/6/4/045002

 

 

フクロウ規範型 ドローン静音回転翼

フクロウの羽の特徴を観察し、空気の流れを分析して、ドローンの回転翼に応用しています。 様々な形態で騒音レベルを測定したところ、大幅に騒音を軽減することに成功しました。 現在、フクロウ以外の鳥を含めて、より静かで安定した回転翼の開発を進めています。
DOI:10.20965/jrm.2018.p0337

 

フクロウの羽

 

鳥規範型 衝突安全回転翼

鳥の羽の関節を模倣した柔らかい回転翼の開発が進められています。 物に衝突しても傷つけることなく、物を回避できるプロトタイプが完成しています。 また、乱気流下にあっても墜落しにくい翼の開発も同時に進められています。

 

小型・協調型ドローン

200g以下の小型ドローンを複数間で協調飛行させるシステムの開発が進められています。 都市部の配管等の点検や、災害時の建物内の情報収集に役立てられます。

 

小型ドローン

 

高速視覚サーボによるドローンの飛行制御

移動するターゲットを追跡することができるドローンの開発のため、高速単眼カメラと画像処理用並列プロセッシングユニットを用いて、約350 Hzの視覚フィードバック制御を行い、安定した飛行制御を行う研究が進められています。

 

高速視覚サーボ

学術論文

2020年度

T. Nakata, N. Phillips1, P.Simões, I.J. Russell, J. A. Cheney, S.M. Walker, R.J. Bomphrey
Aerodynamic imaging by mosquitoes inspires a surface detector for autonomous flying vehicles
Science, Vol. 368, Issue 6491, pp. 634-637 (2020)
DOI:10.1126/science.aaz9634
P. Zhao, Z. Dong, Y. Jiang, H. Liu, H. Hu, Y. Zhu, D. Zhang
Evaluation of drag force of a thrip wing by using a microcantilever
Journal of Applied Physics, 126, 224701 (2019)
DOI:10.1063/ 1.5126617

2019年度

A. Panta, A. Fisher, A. Mohamed, M. Marino, H. Liu
Low Reynolds number aerodynamics of leading-edge and trailing-edge hinged control surfaces: Part I Statics
Aerospace Science and Technology, Volume 99, (2019)
DOI:10.1016/j.ast.2019.105563
S. Ravi, R. Noda, S. Gagliardi, D. Kolomenskiy, S. Combes, H. Liu, A. Biewener, N. Konow
Modulation of flight muscle recruitment and wing rotation enables hummingbirds to mitigate aerial roll perturbations
Current Biology, S0960-9822(19)31464-2, (2019)
DOI:10.1016/j.cub.2019.11.025
D. Kolomenskiy, S. Ravi, R. Xu, K. Ueyama, T. Jakobi, T. Engels, T. Nakata, J. Sesterhenn, M. Farge, K. Schneider, R. Onishi, H. Liu
Wing morphology and inertial properties of bumblebees
Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms, 8(1), 41-47, (2019)
DOI:10.5226/jabmech.8.41
D. Kolomenskiy, S. Ravi, R. Xu, K. Ueyama, T. Jakobi, T. Engels, T. Nakata, J. Sesterhenn, M. Farge, K. Schneider, R. Onishi, H. Liu
The dynamics of passive feathering rotation in hovering flight of bumblebees
Journal of Fluid & Structure, Volume 91, (2019)
DOI:10.1016/j.jfluidstructs.2019.03.021

2018年度

Loïc Dubois and Satoshi Suzuki
Formation Control of Multiple Quadcopters Using Model Predictive Control
Advanced Robotics, volume 32, issue 19 (2018)
DOI:10.1080/01691864.2018.1470572

報道実績

2020年度

劉 浩
ハチのように飛ぶ火星探査ロボット
ニュートン7月号
2020年5月26日
中田 敏是
暗闇でも飛ぶ蚊 気流の乱れを察知 千葉大
日本経済新聞
2020年5月24日
中田 敏是
暗闇の蚊 飛べるワケ 気流の乱れ触角で検知
産経新聞
2020年5月24日
中田 敏是
蚊が暗闇でも飛べる理由 気流の変動で障害物検知 身体に備わる超感度センサー 千葉大など解明
科学新聞
2020年5月22日
中田 敏是
真夏の夜の「ぷ〜ん」…羽ばたきの気流頼り
朝日新聞
2020年5月18日
中田 敏是
蚊が暗闇で飛べる秘密わかった
東京新聞
2020年5月17日
中田 敏是
蚊、羽ばたき気流で障害物感知
読売新聞
2020年5月16日
中田 敏是
蚊、なぜ暗闇で自由に飛べる飛べる 羽ばたきの気流で障害感知 千葉大など
北海道新聞
2020年5月11日
中田 敏是
蚊が暗闇で飛べる秘密解明 かすかな気流で障害感知―千葉大など:時事ドットコム
時事通信
2020年5月8日

2019年度

劉 浩
宅配から開始 ドローン産業集積へ 千葉大、開発支え人材育成
日刊興業新聞
2020年1月12日

昆虫の飛行 立体的に 千葉大、展示で紹介
読売新聞
2019年11月13日

企画展「生き物を観る・知る・真似る」
千葉日報
2019年10月23日
劉 浩
千葉大、生物模したドローン開発 自然環境変化に対応
日刊興業新聞
2019年12月16日

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