四足動物の２種類のギャロップ歩容の異なる力学構造を生み出す原理の解明

四足動物が高速域で用いるギャロップは，左右の脚の運びが逆位相から外れるのが特徴で，脚が地面につく順番によってチーターなどが行うロータリーと，ウマなどが行うトランスバースに分類される．また，チーターの走行では体幹を曲げる飛翔期と伸ばす飛翔期の2種類が存在するのに対して，ウマでは体幹を曲げる飛翔機しか持たない．これらの差異を生み出す力学的要因として，体幹部のロール方向の回転自由度が重要な役割を果たすと予想している．そこで，ロール方向の体幹ねじれ自由度を持つシンプルなモデルを構築した．このモデルは前後よりも左右のダイナミクスが重要な役割を持つと考え，横断面上で構築した．このモデルについて数値計算によって周期解を探索した結果，ロータリーギャロップに相当する脚の接地順を持つ解とトランスバースに相当する接地順を持つ解が得られ，それぞれの解が得られる状態量の空間が異なることが明らかになった．また，モデルにチーターのパラメータを代入して周期解を数値的に求めた結果，ロータリーに相当する解が得られた一方で，トランスバースに相当する解は得られなかった．ウマのパラメータを代入した結果では，ロータリーに相当する解とトランスバースに相当する解が得られた．これらの結果は国内学会第３５回自律分散シンポジウムで報告を行った．また，シンプルモデルで得られた結果の妥当性を確認するため，シンプルモデルの構造に基づく４足ロボットの開発にも取り組んだ．制御は神経振動子のモデルを用いて，自律的に走行リズムを生成した結果，トレッドミル上でのバウンド走行を達成した．

四足動物が高速域で用いるギャロップは，左右の脚の運びが逆位相から外れるのが特徴で，脚が地面につく順番によってチーターなどが行うロータリーと，ウマなどが行うトランスバースに分類される．また，チーターの走行では体幹を曲げる飛翔期と伸ばす飛翔期の2種類が存在するのに対して，ウマでは体幹を曲げる飛翔機しか持たない．これらの差異を生み出す力学的要因として，体幹部のロール方向の回転自由度が重要な役割を果たすと予想している．そこで，ロール方向の体幹ねじれ自由度を持つシンプルなモデルを構築した．このモデルは前後よりも左右のダイナミクスが重要な役割を持つと考え，横断面上で構築した．このモデルについて数値計算によって周期解を探索した結果，ロータリーギャロップに相当する脚の接地順を持つ解とトランスバースに相当する接地順を持つ解が得られ，それぞれの解が得られる状態量の空間が異なることが明らかになった．また，モデルにチーターのパラメータを代入して周期解を数値的に求めた結果，ロータリーに相当する解が得られた一方で，トランスバースに相当する解は得られなかった．ウマのパラメータを代入した結果では，ロータリーに相当する解とトランスバースに相当する解が得られた．これらの結果は国内学会第３５回自律分散シンポジウムで報告を行った．また，シンプルモデルで得られた結果の妥当性を確認するため，シンプルモデルの構造に基づく４足ロボットの開発にも取り組んだ．制御は神経振動子のモデルを用いて，自律的に走行リズムを生成した結果，トレッドミル上でのバウンド走行を達成した．