チーターの高速走行を可能にする力学条件の解明とその応用

猎豹高速奔跑的力学条件阐明及其应用

• 批准号: 18J10682
• 负责人: 上村 知也
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10682/
• 关键词: Quadruped running; Body flexibility

① 昨年度の研究の結果として，シンプルなモデルを用いて，チータのロータリーギャロップのように２種類の飛翔期が交互に現れるための力学的条件が解析的に示された．この条件は，体幹の慣性モーメントと，床反力を受ける位置の関係の不等式としてシンプルに表される．この結果については，国内学会SCI’19において口頭発表を行った．しかし，モデルが非常にシンプルであるため，これが実際の生物の運動とかけ離れたものになっていないか，その妥当性を検証する必要があった．そこで，実際のチーターの計測データを用いて，解析解で得られた運動と実際の運動の比較を行った．その結果，チーターはモデルで示した力学条件を満たして走行を行っていることと，体幹の運動の特徴（体幹の曲げ角，周期）が計測データと一致することが示された．この結果については，国際学会AMAM2019で口頭発表を行った．②ウマの高速走行（トランスバースギャロップと呼ばれる）はロータリーギャロップと違い，体幹を曲げる飛翔期しか存在しない．モデルの解析においては，このような１種類の飛翔期しか持たない周期解も得られた．このような飛翔期の違いが走行速度にどのように貢献しているかについて考察を進めることにした．しかし，シンプルモデルの運動は鉛直方向に拘束されていて，前進方向のダイナミクスは持たない．そこで，走行速度は歩幅と単位時間あたりの歩数の積で表されることに着目し，運動の周期を調べることにした．その結果，同じ物理パラメータをもたせた場合，チーターのように2種類の飛翔期を持つ周期解は，1種類の飛翔期をもつ周期解と比較して，周期が短くなることが示された．これは，チーターの運動は高速な走行を実現し得る力学構造を有していることを示唆していると考えられる．現在，以上の結果についてまとめた原著論文を執筆中である．

(1) The results of last year's research show that the mechanical conditions of the interaction between the flight period of two species are analyzed. The condition is that the inertia of the body is equal to the inertia of the bed, and the reaction force of the bed is equal to the inertia of the bed. The result of this is that the Chinese Academy SCI '19 will issue oral statements. It is necessary to verify the validity of the biological activities. In this paper, we use the method of calculating and analyzing the motion of real time to compare the motion of real time. The results show that the mechanical conditions are consistent with the characteristics of the motion of the shaft (bending angle and period of the shaft). AMAM2019 International Society for the Advancement of Women 2. It runs at a high speed, and its trunk is bent and its flight period exists. The analysis of the time period of flight of the species is carried out. The speed of the flight is different from the speed of the flight. The contribution is different from the speed of the flight. The movement of the moving object is restrained in the vertical direction, and the movement of the moving object is restrained in the forward direction. The speed of movement is different from the amplitude of movement. As a result, in the case of the same physics, the period of flight of 2 species is maintained and the period of flight of 1 species is maintained. The motion of the ship is high speed, and the mechanical structure is high speed. Now, the above results are in the process of writing the original paper.

项目成果

体幹柔軟性を持つ四脚ロボットの走行運動のシンプルな動力学モデルを用いた運動解析

使用具有躯干灵活性的四足机器人运行运动的简单动力学模型进行运动分析

• 发表时间: 2018
• 作者: Tomoya Kamimura;Yuichi Ambe;Shinya Aoi;Kazuo Tsuchiya;Fumitoshi Matsuno;上村知也，青井伸也，土屋和雄，松野文俊
• 通讯作者: 上村知也，青井伸也，土屋和雄，松野文俊

Body flexibility effect on rotary galloping based on a simple model

基于简单模型的身体柔韧性对旋转驰骋的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: Tomoya Kamimura;Shinya Aoi;Yasuo Higurashi;Taiki Matsuo;Naomi Wada;Kazuo Tsuchiya;and Fumitoshi Matsuno
• 通讯作者: and Fumitoshi Matsuno

体幹柔軟性を持つ四脚シンプルモデルにおける飛翔期の形状に着目した走行運動の動力学解析

具有躯干灵活性的四足简单模型中关注飞行阶段形状的跑步运动动态分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Kamimura Tomoya;Aoi Shinya;Tsuchiya Kazuo;Matsuno Fumitoshi;S. Aoi;T. Kamimura，S. Aoi，Y. Higurashi，T. Matsuo，N. Wada，K. Tsuchiya，F. Matsuno;M. Adachi，T. Kamimura，S. Aoi，K. Tsuchiya，F. Matsuno;上村知也，青井伸也，土屋和雄，松野文俊
• 通讯作者: 上村知也，青井伸也，土屋和雄，松野文俊

Body Flexibility Effects on Foot Loading in Quadruped Bounding Based on a Simple Analytical Model

• DOI: 10.1109/lra.2018.2842925
• 发表时间: 2018-10-01
• 期刊: IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS
• 影响因子: 5.2
• 作者: Kamimura, Tomoya;Aoi, Shinya;Matsuno, Fumitoshi
• 通讯作者: Matsuno, Fumitoshi