2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of generation mechanism and functions of various waves observed in multi-legged locomotion and its application to robots
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18K13723
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
安部 祐一 東北大学, 工学研究科, 助教 (90778622)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 多足歩行 / 進行波 / 後退波 / 肢間協調 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，多足生物の歩行に見られる多様な波（進行波，後退波，わきだし波）の生成原理と機能を数理的に解明し，その生物学的妥当性を検証しつつ，そこから明らかになる知見をロボットに応用することを目的としている．
令和２年度は引き続き，「多足生物は多様な波によって柔軟な胴体の形状を作り出すことで多様な運動能力を実現している」という作業仮説の下，多様な波が作り出す胴体の波に着目して研究を行った．具体的には，昨年度と同様の生物に近づけた柔軟索状体の力学モデルと動力学シミュレーションを改良構築した．単純な場合を想定し，索状体の胴体は受動バネで連結されており，自ら屈曲することはないものとした．駆動力を進行波と後退波で伝播させたときに，水平面上の運動において，どのような胴体波が安定解として発現するかを調べた．シミュレーションの結果，後退波を用いたほうが胴体波を安定化することができることが明らかとなった．これらの成果は国内学会，計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会 2020にて口頭発表を行った．
本来はロボット実験と生物実験を行う予定であったが，胴体波を解析するうえで安定解を見つける解析に多くの時間を要したため，ロボットの概要設計までしか実現できなかった．なお，昨年度まで行ってきた，進行波，後退波，わき出し波が共存する原理についての理論解析を学術論文としてまとめて投稿し，昨年度に行った沈み込み波の存在しない理由の理論解析についても現在学術論文を執筆中である．
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