ヘビの移動形態の解明とヘビ型ロボットの研究・開発

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ヘビは、外部の環境や生理的な欲求などに従って行動し、様々な運動様式を見せる。その形態こそ単純ではあるが、その屈曲形状を能動的に変化させることによって特異な運動を生成し、様々な機能を発揮する。本研究の目的は、ヘビの形態や運動をモデルとし、ヘビの持つ様々な機能を発揮する蛇型ロボットを開発することである。そのためには、まずヘビの運動そのものを理解することが必要である。ヘビが行なう最も典型的な運動は蛇行滑走運動である。本研究では、ヘビが行なう最も単純な運動、直進蛇行滑走をする時の駆の曲げ曲線についての検討を行なった。以下その内容を具体的に示す。1.ヘビの動物実験を行ない、ヘビの蛇行移動形態を観察した。2.ヘビは定常等速運動及び定常等加減速を行う場合、筋肉の出力パワーを最大に引き出すという仮定をおき、この仮定のもとでヘビの蛇行滑走体形曲線を示した。その形状は、観察したヘビの蛇行移動体形形状に非常に近いという結果を得た。3.本研究に示したヘビの蛇行滑走形状曲線と、従来ヘビの体形曲線として提示されたクロソイド曲線、サペンノイド曲線について、滑走効率における比較検討も行なった。その結果、本研究で示したヘビの蛇行体形曲線は、ヘビの定常蛇行滑走運動時の体形形状曲線として特に有効であることが分かった。しかし、本研究は、ヘビの定常蛇行滑走時の体形曲線の1/4周期のみについて解析検討を行なったものであり、ヘビの全体長に渡る体形形状の検討は全く行なわれていない。今後、ヘビの全体長に渡る体形形状や3次元運動時の体形形状について検討し、これらによって得られた知見で蛇型ロボットの開発を行なっていく。