加速する魚型ロボットの試作 石原輝 1. はじめに ・近年、海水の温度は上昇してきており、水棲動物には大きな影響を与えかねない。そこ で浅海域の調査が重要になってくる。 3. 実験結果 Author (Akira ISHIHARA ) and his hand made fish robot. 30 ・しかしながら浅海域を移動する場合,スクリューを用いた推進機構では浅瀬や藻に引っ かかり運用が困難。 1/2[sec] 角度(°) 10 ・そこで実際の魚を模した魚型ロボットを作成する。 ・モデルはアジ型である。 第1関節 第2関節 第3関節 -10 -30 -50 0 5 10 時刻(1/4 sec) 15 (a)停止時からの加速(ブラックバス) (b)遊泳時からの加速(コイ) 図. 動画解析から得た角度 2.実験方法 表. 推力、最大加速度、最大速度 ケース 推力[mN] 最大加速度 [m/s2] 速度[m/s] 遊泳時から加速 3.4 12.3 1.9(0.267) 遊泳時から加速(初速度あり) - 13.2 2.2(0.267) 停止時からの加速 5.1 12.1 3.9(0.279) 停止時からの加速(振れ角を小さく) 3.9 11.9 1.7(0.250) 停止時からの加速(振れを角大きく) 5.7 12.2 1.8(0.245) 魚を撮影した動画から動きを読み取 る コイ:遊泳時からの加速。 ブラックバス:停止時からの加速。 図. 動画解析の測定角 1コマ(約1/4秒)ごとに切り分け、図 に示すように各関節の体前半部に対 する角度(Φ)をトレースした。 この結果を元にロボットの動きをプロ グラミングする。 ・ロボットが遊泳している動画を撮影し、速度を導出したところ平均で0.26[m/sec]であり、加速 度を積分したもとは信用できない。 図. 加速度の測定法 ・加速度は5パターン5回ずつ測 定した。 ・推力と加速度を考えると、一番効率がよい泳ぎは停止時からの加速。 4. まとめ ・実際の魚の加速には2パターンある。 (1)遊泳時からの加速:動きは通常遊泳時に近く、位相差が非常に小さい。 (2)停止時からの加速:位相差を作らずに、溜めを作るよう尾びれを大きく左右に振る。 ・プログラムが同じものがあるた め、推力は4通り測定した。 ・ロボットの動きも実際の魚に似せ、位相差をつけないほうがより良い推力と加速を得られた。 図. 推力の測定法
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