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Elucidation of principle of human running by mechanical approach and development of running assist device

Research Project

Project/Area Number 17K06273
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionTeikyo University

Principal Investigator

IKEMATA Yoshito  帝京大学, 理工学部, 講師 (70467356)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsロボティクス / 走行 / リミットサイクル / 原理 / ヒト走行 / 周期運動 / モデル / 平衡点 / 安定性 / 支援機 / 走行力学 / 数理モデル / 走行支援 / 受動走行
Outline of Final Research Achievements

In this study, first, we clarified the characteristics of human running by analyzing running motions of athletes. A mathematical model of human running was constructed by assumptions based on the characteristics. Secondly, principles of generation and stabilization of periodic motion in human running are demonstrated by the analysis of the model. The principles are simple: a stable fixed point is generated by keeping the postural angle of the forelegs in grounding .Moreover, we obtained an interesting knowledge that "transfer efficiency can improve when the posture angle of the front leg in grounding is closer to vertical. ". The knowledge was demonstrated by experiments of a simple model of running. Finally, we developed a running assist suit based on the knowledge of human running. And, the running assist suit was evaluated by transfer efficiency (heart rate).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒト走行における周期運動の生成及び安定化の原理を解明したこと,ならびに走行の移動効率を上げる方法を見出したことは,学術的意義がある.原理解明の過程で導いた数理モデルは,様々な発展性があり,今後学術的に貢献するものだと考えられる.本研究で得られた知見は,革新的な走行ロボットの基盤技術を確立し,ヒトよりも効率かつ高速に走るロボットの実現に繋がるものと考えられる.また,工学的に応用することができれば,走行に関わる新規産業(走行アシスト具,スポーツシューズ,競技義足など)の創出の可能性もあり,社会的意義がある.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (6 results)

  • [Presentation] 牽引によるリムレスホイールの2D水平面走行に関する研究2019

    • Author(s)
      池俣吉人,大澤遼河,笠原優,佐野明人
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会’19
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 2脚走行機とアスリートにおける走行の比較2019

    • Author(s)
      池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会’19
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アスリートの走行における支持脚運動の解析2019

    • Author(s)
      池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト走行の簡易モデルにおける平衡点とその安定性の解析2018

    • Author(s)
      池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会’18
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] アスリートの走行運動の基礎解析2018

    • Author(s)
      池俣吉人,佐野 明人
    • Organizer
      計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 空気抵抗を考慮したヒト走行の簡易モデルの構築2017

    • Author(s)
      池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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