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分岐理論に基づく吊り橋の上の左右揺動歩行ロボットの同期現象の解明

基于分叉理论阐明吊桥左右摆动机器人同步现象

基本信息

批准号：
22K12178
负责人：
坪根正
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

まず，良く知られている振り子モデルを基にして，吊り橋の様な動く基礎の上で左右の足踏みの様な歩容である左右揺動歩行を行う左右揺動歩行ロボットの動作を記述するモデルの導出を行った．このモデルは4次元の非線形微分方程式で記述され，基礎の揺れと歩行のリズムが揃う同期現象を確認できた．モデルの妥当性を確認するために実機を作成し歩行実験を行った．前年までに予備実験を行っていた左右揺動歩行ロボットを吊られた床の上に乗せて左右の歩行運動をさせて測定を行い，導出したモデルで確認された同期現象と定性的かつ一部は定量的に一致する現象を確認できた．次に，同期現象を呈する数理モデルに対して同期モードが遷移する分岐現象のメカニズムや発生するパラメータ条件を明らかにするために，計算機を補助的に利用した厳密解放を提案して解析を行った．アーノルドの舌と呼ばれる同期引き込み領域の存在や，サドルノード分岐やピッチフォーク分岐など，提案システムにも典型的な同期メカニズムが存在していることを確認することができた．また，複数の左右揺動歩行ロボットによる大規模実験へ展開するための第1歩として，2台の左右揺動歩行ロボットを吊られた床の上に乗せた場合の実験を行った．この予備実験の結果では，2台の左右揺動歩行ロボットの歩容が自然と揃っていく現象を定性的に確認できた．この実験結果をもとに大規模実験を実施するための実験装置の開発に着手した．

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