九州大学の斉藤一哉講師らの研究グループは、ハサミムシの翅(はね)の複雑な折り畳みパターンが極めてシンプルな幾何学的なルールで作図できることを明らかにした。研究にはオックスフォード大学自然史博物館、北海道大学、JT生命誌研究館、東京大学の研究者が参加。

 昆虫の翅にみられる巧妙な折り畳みは、非常にコンパクトながら一瞬で収納・展開できる究極の展開構造で、様々な工学応用が期待されている。中でもハサミムシの翅は、展開状態の15分の1程度と昆虫の中で最もコンパクトに折り畳み可能で、広げた状態の形を維持する特殊なスプリング機構など興味深い機能の報告が多数ある。

 研究にはマイクロCTによる折り畳み状態の翅の3次元形状解析に加え、日本の伝統文化である折り紙の幾何学が応用された。これにより解明された展開図設計法は、非常にシンプルで初歩的な幾何学知識で作図可能。定規とコンパスでハサミムシ扇子を作図する動画が論文と共に公開されている。

 幾何学的なルールの解明により、ハサミムシの折り畳みの優れた特性を、人工衛星用太陽電池パネルなどの宇宙展開構造や建築物から傘や扇子などの日用品まで、サイズや形状の異なる様々な製品に応用可能という。研究チームは設計プロセスを自動化するソフトウェアも開発している。

 さらに、化石記録の調査から、この幾何学的ルールがペルム紀のハサミムシの近縁種とみられる昆虫の翅の折り畳みにも適用可能と分かった。非常に優れた方法として2億8000年前から使用されていたことになる。折り紙の幾何学によって昆虫の翅の進化が説明できることを示す興味深い成果だとしている。

論文情報:【Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America】Earwig fan designing: biomimetic and evolutionary biology

この記事が気に入ったらおねがいします。

東京大学

明治10年設立。日本で最も長い歴史を持ち、日本の知の最先端を担う大学

東京大学は東京開成学校と東京医学校が1877(明治10)年に統合されて設立されました。設立以来、日本を代表する大学、東西文化融合の学術の拠点として、世界の中で独自の形で教育、研究を発展させてきました。その結果、多岐にわたる分野で多くの人材を輩出し、多くの研究成[…]

九州大学

日本の様々な分野において指導的な役割を果たし、広く全世界で活躍する人材を輩出し、日本及び世界の発展に貢献する

「基幹教育」と「専攻教育」から成立する学部教育。生涯にわたって学び続けることを幹に持ち、行動力を備えたアクティブ・ラーナーへと育つ力を培います。深い専門性や豊かな教養へとつながる知識・技能と、新たな知や技能を創出し未知な問題を解決するもとである「ものの見方・考[…]

北海道大学

歴史と伝統を継承しながら広く世界に優秀な人材を求め、人類の福祉、科学、文化及び社会の発展に寄与する

「フロンティア精神」、「国際性の涵養」、「全人教育」、「実学の重視」を教育研究の理念として掲げ、全学教育・専門教育を通じて専門的知識の習得と主体的かつ総合的な人材形成を図り、全人的な教育を身につけ、国際性豊かな人材を育成します。[…]

大学ジャーナルオンライン編集部

大学ジャーナルオンライン編集部

大学ジャーナルオンライン編集部です。
大学や教育に対する知見・関心の高い編集スタッフにより記事執筆しています。