流線形ではなく凹凸を持つ独特の翅

飛行機、新幹線やスポーツカーなど乗り物の多くが滑らかで丸みを帯び、尖った形状(流線型と呼びます)をしています。この形状は、空気の抵抗を弱める他に、浮かせたり、または地面に押しつけたりする力などをつくることができます。

機械製品の多くは、このような利点から流線型となることが多いのですが、私たちが注目しているトンボは翅の断面形状が流線型ではなく、凹凸を持つ独特な翅になっています。

進化の過程で得た最適な形状

先程の流線型は流体力学の研究の中で実験や計算を繰り返し、抵抗の少ない形状という答えを得ましたが、トンボは異なる形状を進化の過程で得ていたことになります。

トンボはなぜ、この形状を進化の過程で選んだのか？という疑問が生まれますが、長い年月をかけ、絶滅と繁栄を繰り返した生物の中で現在まで生存しているトンボにとっては、結果的にこの凹凸を持つ翅の形状が最適であったと言え、人間が考えとは異なる形状になったということがわかります。

そよ風でも安定した発電

生物の進化の過程で得た技術を使って、新しい視点でモノづくりができないかと考え、現在、新しい多くの製品が生まれ、生物模倣技術と呼ばれています。

私たちの研究は、トンボの翅を風力発電装置のタービンに適用したものになり、そよ風(0.5～5.0m/s)でも安定した発電を行うことが可能になっています。トンボの薄くて軽いにも関わらず、非常に丈夫であることを活用し、この形状を風車のタービンに利用することに注目しており、研究の中では、より最適な凹凸の形状の配置と風車の高効率や発電した電気の活用方法の開発などを進めています。